Question

【題目】目前，回收溴單質的方法主要有水蒸氣蒸餾法和萃取法等。某興趣小組通過查閱相關資料擬采用如下方案從富馬酸廢液（含溴0.27%）中回收易揮發的Br2：

（1）操作X所需要的主要玻璃儀器為 ；該儀器使用前須檢漏，檢驗方法為 。

（2）反萃取時加入20%的NaOH溶液，其離子方程式為 。

（3）反萃取所得水相酸化時，需緩慢加入濃硫酸，并采用冰水浴冷卻的原因是 。

（4）溴的傳統生產流程為先采用氯氣氧化，再用空氣水蒸氣將Br2吹出；與傳統工藝相比，萃取法的優點是 。

（5）我國廢水三級排放標準規定：廢水中苯酚的含量不得超過1.00mg·L―1，實驗室可用一定濃度的溴水測定某廢水中苯酚的含量，其原理如下：

①請完成相應的實驗步驟：

步驟1：準確量取25.00mL待測廢水于250mL錐形瓶中。

步驟2：將4.5mL 0.02mol·L―1溴水迅速加入到錐形瓶中，塞緊瓶塞，振蕩。

步驟3：打開瓶塞，向錐形瓶中加入過量的0.1mol·L―1 KI溶液，振蕩。

步驟4： ，再用0.01mol·L―1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗 Na2S2O3溶液15mL（反應原理：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6）。

步驟5：將實驗步驟1～4重復2次。

②該廢水中苯酚的含量為 mg·L―1。

③步驟3若持續時間較長，則測得的廢水中苯酚的含量 （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】

（1）分液漏斗 （1分）

向分液漏斗中加入少量蒸餾水，檢查旋塞處是否漏水，將漏斗倒轉過來，檢查玻璃塞是否漏水 （2分）

（2）Br2+2OH―==Br―+BrO―+H2O （2分）

（3）減少Br2的揮發 （2分）

（4）沒有采用有毒氣體Cl2，更環保，產品更純凈 （2分）

（5）滴入2～3滴淀粉溶液 （2分） 18.8 （2分） 偏低 （2分）

【解析】

試題分析：從實驗方案可知：富馬酸廢液中含有Br―，電解生成Br2，加入CCl4萃取后分液，再加入NaOH溶液反萃取得到含Br―和BrO―的溶液，加入硫酸酸化發生氧化還原反應生成Br2。

（1）操作X為萃取分液，需要燒杯、分液漏斗等儀器；分液漏斗的檢漏方法是：向分液漏斗中加入少量蒸餾水，檢查旋塞處是否漏水，將漏斗倒轉過來，檢查玻璃塞是否漏水。

（2）反萃取時加入20%的NaOH溶液反應生成 NaBr、NaBrO和H2O，反應的離子方程式為：Br2+2OH― ==Br―+BrO―+H2O。

（3）反萃取所得水相酸化時，需加入濃硫酸，使Br―和BrO―轉化為Br2，因為溴單質易揮發，且濃硫酸溶解時放熱，所以需緩慢加入濃硫酸，并采用冰水浴冷卻。

（4）氯氣是有毒氣體，且空氣吹出的溴單質易混有氯氣，使溴不純凈，所以萃取法的優點是：沒有采用有毒氣體Cl2，更環保，產品更純凈。

（5）①硫代硫酸鈉溶液滴定碘單質，加入淀粉溶液做指示劑；滴入2～3滴淀粉溶液，再用0.01 mol·L―1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點。

②依據定量關系Br2～I2～2Na2S2O3可求出與KI反應的溴為：0.015L×0.01 mol·L―1×=7.5× 10―5 mol，則25mL廢水中苯酚的物質的量為=（0.02 mol·L―1×0.0045 L―7.5×10―5mol）×=5×10―6mol，故該廢水中苯酚的含量為==0.0188g·L―1=18.8 mg·L―1。

③步驟3持續的時間較長，空氣中的O2也會把I―氧化為I2，造成滴定時消耗的標準溶液的體積偏大，計算所得剩余溴的物質的量偏大，則與苯酚反應的溴的物質的量偏小，最終測定的苯酚含量偏低。