Question

【題目】鹵素單質都是重要的化工原料。其課外小組在實驗室完成了下列有關鹵素單質的實驗。

（1）設計以下裝置（夾持裝置已略去），進行實驗，模擬海水提溴的部分過程。

①a是一種黃綠色氣體。A裝置中通入a氣體的目的是____________________（用離子方程式表示）。

②A裝置中通入a氣體一段時間后，停止通入，改通入熱空氣。通入熱空氣的目的是____________________。

③反應過程中，B裝置中有SO42-生成。則氣體b的化學式是____________________。檢驗B裝置的溶液中含有SO42-的方法是______________________________。

④C裝置的作用是________________________________________。

⑤該小組同學向反應后B裝置的溶液中通入a氣體，充分反應得到混合液。一位同學根據溴的沸點是59℃，提出采用__________方法從該混合液中分離出溴單質；另一位同學向該混合液中加入四氯化碳，充分振蕩、靜置后放出下層液體，該過程中應用的方法包括______________________________。

（2）設計實驗：比較C12、Br2、I2三種單質的氧化性強弱。實驗記錄如下：

實驗步驟	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
實驗現象	溶液變為黃色	溶液變為黃色	溶液變為藍色
實驗結論	氧化性：Cl2>Br2	氧化性：Br2>I2

①你認為上述實驗設計（填“”或“不能”__________達到實驗目的，理由是______________________________。

②Cl2、Br2、I2三種單質氧化性的遞變性，用原子結構解釋原因：________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 將溴單質吹出 SO2 加入HCl溶液無沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出現沉淀 吸收尾氣中Cl2、Br2、SO2，防止污染環境 蒸餾 萃取和分液 不能 I實驗后的溶液中可能存在過量的Cl2，干擾Br2和I2的氧化性比較 Cl、Br、I均為鹵族元素，原子半徑依次增大，原子核對電子的吸引能力依次減弱，得電子能力下降，因而氧化性逐漸減弱。

【解析】(1)①要想使溴離子變成溴單質，則加入的a能和溴離子發生反應生成溴單質，氯氣能和溴離子發生置換反應生成溴單質，離子反應方程式為Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
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；
③使溴蒸氣轉化為氫溴酸以達到富集的目的，可知氣體b為SO2，發生的反應為Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，反應過程中，B裝置中有SO42-生成．檢驗SO42-的方法是取少量B裝置中反應后的溶液于試管中，滴加氯化鋇溶液，產生白色沉淀，證明有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C裝置是尾氣處理裝置，可知C的作用為吸收未反應的Cl2、Br2和SO2；

⑤根據溴的沸點是59℃，可采用蒸餾方法從該混合液中分離出溴單質；向該混合液中加入四氯化碳，充分振蕩、靜置后放出下層液體，此過程中采用的混合物分離方法為萃取和分液；

(2)①中所得溶液中可能含有過量的氯氣，對后繼氧化性強弱的比較產生干擾，故不能達到目的；

②同一主族元素從上到下原子核外電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的吸引力減弱，得電子能力逐漸減弱，氧化性減弱，故Cl2、Br2、I2氧化性逐漸減弱。