如图为工业从海水中提取液溴的流程图:
已知:溴的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。请回答:
(1)某同学利用下图装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭活塞___,打开活塞____。
(2)步骤②中可根据___现象,简单判断热空气的流速。
(3)步骤③中简单判断反应完全的依据是___。
(4)从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是___。
(5)步骤⑤用下图装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装其位置时应注意___,装置C中直接加热不合理,应改为__。
bd ac A中气泡产生的快慢 B中溶液褪色 浓缩Br2或富集溴 温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近 水浴加热
【分析】
向浓缩海水中加入氯气可以将Br-氧化得到溴水的混合物,利用热的空气吹出溴单质,得到粗溴,然后通入SO2气体吸收Br2单质,将Br2富集,二者在溶液中发生氧化还原反应生成HBr,再通入Cl2氧化Br-得到溴与水的溶液,最后蒸馏得到液溴。
【详解】
(1)进行步骤①的目的是通入Cl2氧化Br-离子为Br2,且能使氯气通入和浓缩海水中的溴离子反应,剩余氯气进行尾气吸收,因此应关闭bd,打开ac,进行反应和尾气处理;
(2)步骤②是利用溴单质易挥发的性质,关闭ac,打开bd,通入热空气把生成的溴单质赶出到装置B,并使Br2蒸气和通入的SO2气体在溶液中发生氧化还原反应生成H2SO4和HBr,依据A装置中直玻璃管产生气泡的快慢现象,简单判断热空气的流速;
(3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸,反应方程式为:Br2+SO2+2H2O= H2SO4+2HBr,由于溴水显橙色,所以可根据溴水溶液的颜色由橙色变化为无色,来判断反应是否恰好完全进行;
(4)海水中溴元素较少,从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”过程中,的目的是增大溴单质的浓度,起到富集溴元素的作用;
(5)蒸馏装置中温度计的作用是测定馏出成分的温度,因此蒸馏烧瓶中安装温度计,安装其位置时应注意:温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;装置C中直接加热温度不容易控制,为使溴单质从溴水中蒸出,可根据溴的沸点为59℃,采用水浴加热的方法。
【点睛】
本题考查了物质制备的流程分析判断的知识,涉及氧化还原反应、反应条件的控制等,主要是海水提取溴的原理应用,掌握实验原理,分析实验过程的目的是进行操作判断的依据。
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下列实验操作规范且能达到目的的是
目的 | 操作 | |
A | 取20.00 mL盐酸 | 在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶 |
B | 配制浓度为0.010 mol/L的KMnO4溶液 | 称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度 |
C | 测定醋酸钠溶液pH | 用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上 |
D | 清洗碘升华实验所用试管 | 先用酒精清洗,再用水清洗 |
A.A B.B C.C D.D
某小组探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应。
实验I:向某浓度的KIO3酸性溶液(过量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段时间(t秒)后,溶液突然变蓝。
资料:IO3-在酸性溶液氧化I-,反应为IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O
(1)溶液变蓝,说明Na2SO3具有_________性。
(2)针对t秒前溶液未变蓝,小组做出如下假设:
i.t秒前未生成I2,是由于反应的活化能______(填“大”或“小”),反应速率慢导致的。
ii.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3,_____(用离子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述实验证实了假设ii合理。
实验II:向实验I的蓝色溶液中加入_______,蓝色迅速消失,后再次变蓝。
(4)进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程,装置如下。
实验III:K闭合后,电流表的指针偏转情况记录如下表:
表盘 |
|
| ||
时间/min | 0~t1 | t2~t3 | t4 | |
偏转 位置 | 右偏至Y | 指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次…… | 指针 归零 |
① K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液,现象是______。
② 0~t1时,从a极区取溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝;直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。判断IO3- 在a极放电的产物是_______。
③ 结合反应解释t2~t3时指针回到“0”处的原因:________。
(5)综合实验I、II、III,下列说法正确的是_______。
A.对比实验I、II,t秒后溶液变蓝,I中SO32-被完全氧化
B.对比实验I、III,t秒前IO3- 未发生反应
C.实验III中指针返回X处的原因,可能是I2氧化SO32-