Question

12．工業(yè)上以濃縮海水為原料提取溴的部分流程如圖1：

已知：Br₂常溫下呈液態(tài)，易揮發(fā)，有毒；3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂．
（1）上述流程中，步驟①～③的目的是使海水中的溴元素富集．
（2）反應(yīng)釜2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．
（3）實(shí)驗(yàn)室使用右圖所示裝置模擬上述過程．A裝置中先通入Cl₂一段時(shí)間后，再通入熱空氣．通入熱空氣的目的是使A中Br₂進(jìn)入B瓶中；B裝置中導(dǎo)管D的作用是平衡壓強(qiáng)；C裝置中溶液X為NaOH溶液或Na₂CO₃溶液．
（4）對反應(yīng)后燒瓶B中的溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請補(bǔ)充完整相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟．限選用的試劑為：稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水．
①檢驗(yàn)燒瓶B的溶液中是否含有CO₃^2-．取燒瓶B中的溶液適量，加入試管中，再加入過量的稀硫酸酸化；將酸化后產(chǎn)生的氣體通過盛有四氯化碳的洗氣瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明燒瓶B的溶液中含有CO₃^2-．
②提取反應(yīng)后燒瓶B溶液中的溴單質(zhì)．向燒瓶B中加入過量的稀硫酸酸化；然后用四氯化碳進(jìn)行萃取并分液后蒸餾，從而得到溴單質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）步驟①中用氯氣將溴離子氧化成溴單質(zhì)，步驟②將溴單質(zhì)吹出，步驟③中用碳酸鈉溶液吸收溴單質(zhì)，從而提高了溴離子的濃度；
（2）反應(yīng)釜2中溴離子、溴酸根離子在酸性條件下反應(yīng)生成溴單質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）通入熱空氣能將溴從蒸餾燒瓶A中吹出；B裝置中導(dǎo)管D起到了平衡壓強(qiáng)、防止倒吸的作用；尾氣中含有有毒的氯氣或溴，需要用堿液吸收；（4）①根據(jù)是否生成二氧化碳判斷溶液中是否含有碳酸根離子；
②溴單質(zhì)微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，據(jù)此可通過分液、蒸餾操作分離出溴單質(zhì)．

解答 解：（1）海水中溴離子濃度較小，通過步驟①中氯氣和與溴化鈉反應(yīng)生成溴：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；步驟②將溴單質(zhì)吹出，步驟③中用碳酸鈉溶液吸收溴單質(zhì)：3Br₂+3CO₃^2-═5Br^-+BrO₃^-+3CO₂，從而提高了溴離子的濃度，使海水中的溴元素富集，
故答案為：使海水中的溴元素富集；
（2）反應(yīng)釜2中Br^-、BrO₃^-反應(yīng)生成溴單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O，故答案為：5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O；
（3）通入熱空氣能將溴從蒸餾燒瓶A中吹出，使A中Br₂進(jìn)入B瓶中；B裝置中導(dǎo)管D與大氣相通，起到了平衡壓強(qiáng)、防止倒吸的作用；尾氣中含有有毒的氯氣或溴，需要用堿液吸收，則X可以為NaOH溶液或Na₂CO₃溶液，
故答案為：使A中Br₂進(jìn)入B瓶中；平衡壓強(qiáng)；NaOH溶液或Na₂CO₃溶液；
（4）①檢驗(yàn)燒瓶B的溶液中是否含有CO₃^2-的方法為：取燒瓶B中的溶液適量，加入試管中，再加入過量的稀硫酸酸化將酸化后產(chǎn)生的氣體通過盛有四氯化碳的洗氣瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明燒瓶B的溶液中含有CO₃^2-，否則不含碳酸根離子，
故答案為：將酸化后產(chǎn)生的氣體通過盛有四氯化碳的洗氣瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明燒瓶B的溶液中含有CO₃^2-；
②提取反應(yīng)后燒瓶B溶液中的溴單質(zhì)：向燒瓶B中加入過量的稀硫酸酸化，然后用四氯化碳進(jìn)行萃取并分液后蒸餾，從而得到溴單質(zhì)，
故答案為：然后用四氯化碳進(jìn)行萃取并分液后蒸餾，從而得到溴單質(zhì)．

點(diǎn)評 本題考查了海水資源的綜合應(yīng)用，題目難度中等，根據(jù)流程明確實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作及應(yīng)用方法，如：常見離子檢驗(yàn)、物質(zhì)分離與提純方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>