Question

【題目】某化學研究性學習小組為了模擬工業流程從濃縮的海水中提取液溴，查閱資料知：Br2的沸點為59℃，微溶于水，有毒性。設計了如下操作步驟及主要實驗裝置(夾持裝置略去)：

①連接A與B，關閉活塞b、d，打開活塞a、c，向A中緩慢通入至反應結束；

②關閉a、c，打開b、d，向A中鼓入足量熱空氣；

③進行步驟②的同時，向B中通入足量SO2 ；

④關閉b，打開a，再通過A向B中緩慢通入足量Cl2 ;

⑤將B中所得液體進行蒸餾，收集液溴。

請回答：

(1)實驗室中采用固液加熱制備氯氣的化學方程式為______________________；

(2)步驟②中鼓入熱空氣的作用為_________________________；

(3)步驟③B中發生的主要反應的離子方程式為_____________________。

(4)此實驗中尾氣可用______________(填選項字母)吸收處理。

a．水 b．濃硫酸 c．NaOH溶液 d.飽和NaCl溶液

(5)步驟⑤中，用下圖所示裝置進行蒸餾，收集液溴，將裝置圖中缺少的必要儀器補畫出來。

(6)若直接連接A與C，進行步驟①和②，充分反應后，向錐形瓶中滴加稀硫酸，再經步驟⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反應生成了NaBrO3等，該反應的化學方程式為_________________。

(7)與B裝置相比，采用C裝置的優點為_____________________。

Answer 1

【答案】

(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)使A中生成的Br2隨空氣流進入B中

(3)Br2＋SO2＋2H2O＝4H+＋2Br-＋SO42-；(4)c

(5)①③必畫，②不做要求(③水溶液液面與燒杯內液體相對高度可不作要求)

(6)3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑

(7)操作簡單、污染小

【解析】

試題分析：(1)實驗室制備氯氣的反應為二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)溴易揮發，升高溫度促進其揮發，所以通入熱空氣的目的是吹出Br2，故答案為：使A中生成的Br2隨空氣流進入B中；

(3)二氧化硫具有還原性，把單質溴還原為溴離子，反應的方程式為Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；故答案為：Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；

(4)氯氣不可能完全反應，氯氣和溴離子反應生成溴單質，未反應的二氧化硫、氯氣和溴都有毒，不能直接排空，且這幾種物質都能和堿反應，所以用堿液吸收；故答案為：c；

(5)蒸餾需要蒸餾燒瓶、冷凝管、酒精燈、溫度計、牛角管和錐形瓶等；達到提純溴的目的，操作中應控制的關鍵條件是把溫度控制在溴的沸點59°C，并收集該溫度下的餾分，步驟⑤中，用圖2所示裝置進行蒸餾，收集液溴，裝置圖中缺少的必要儀是溫度計和水浴，裝置如圖：故答案為：；

(6)根據題給信息，溴和碳酸鈉反應生成了溴化鈉和溴酸鈉，據此寫出反應方程式為：Br2+Na2CO3→NaBr+NaBrO3，根據化合價升降總數相等配平為：3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3，根據原子守恒，還有產物二氧化碳3mol，故反應方程式為：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，故答案為：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑；

(7)采用C裝置，步驟少，減少了二氧化硫的污染，故答案為：操作簡單，污染小。