Question

2．海水是巨大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列．從海水中提取食鹽和溴的過程如下：

（1）步驟Ⅰ中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br-，其目的為富集溴元素．
（2）步驟Ⅱ用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可達95%，有關反應的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，由此反應可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產中應解決的主要問題是強酸對設備的嚴重腐蝕．
（3）某化學研究性學習小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關資料，Br₂的沸點為59℃，微溶于水，有毒性和強腐蝕性．他們參觀生產過程后，繪制了如下裝置簡圖：

請你參與分析討論：
①圖中儀器B的名稱：冷凝管．
②整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是溴腐蝕橡膠．
③實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中如何控制關鍵條件：控制溫度計b的溫度，并收集59℃的餾分．
④C中液體產物顏色為深紅棕色，為除去該產物中仍殘留的少量Cl₂，可向其中加入NaBr溶液，充分反應后，再進行分離的操作是分液．

Answer 1

分析 通過海水蒸發(fā)得到淡水、NaCl、母液，向母液中通入氯氣，發(fā)生反應Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，利用熱空氣吹出溴，用SO₂吸收Br₂，發(fā)生反應SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，向溶液中通入氯氣發(fā)生反應Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，然后采用萃取的方法獲取Br₂．
（1）海水淡化得到的母液和電解氯化鈉溶液生成的氯氣反應，得到的溴單質濃度低，溴單質在水中有一定的溶解性且和水反應，提取時消耗過的能源和原料，降低了經濟效益；
（2）SO₂吸收溴，依據(jù)氧化還原反應生成物書寫基本規(guī)律，Br元素在自然中-1價穩(wěn)定．由于此反應有強酸HBr和H₂SO₄生成，易腐蝕設備，據(jù)此寫出工業(yè)生產需要解決的問題；
（3）工業(yè)制溴中提純溴的方法，主要是利用蒸餾方法，由于Br₂具有強氧化性，易把橡膠塞和橡膠管氧化腐蝕，所以不用橡膠塞和橡膠管；由于題干中給出信息Br₂的沸點是59℃，提純溴必須收集59℃時的餾分，所以控制溫度得到餾分是關鍵；C中液體為冷凝下來的純溴，則顏色為深棕紅色，除去該產物中仍殘留的少量Cl₂，加入NaBr溶液，和氯氣反應生成氯化鈉和溴單質，達到除去氯氣的目的，充分反應后，用蒸餾的方法得到．

解答 解：通過海水蒸發(fā)得到淡水、NaCl、母液，向母液中通入氯氣，發(fā)生反應Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，利用熱空氣吹出溴，用SO₂吸收Br₂，發(fā)生反應SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，向溶液中通入氯氣發(fā)生反應Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，然后采用萃取的方法獲取Br₂．
（1）海水中溴元素含量較少，步驟I中已獲得Br₂，步驟Ⅱ中又將Br₂還原為Br^-，其目的為富集溴元素，
故答案為：富集溴元素；
（2）在水溶液里溴和二氧化硫反應離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，由此反應可知，生成物為強酸，所以除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產中應解決的主要問題是強酸對設備的嚴重腐蝕，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；強酸對設備的嚴重腐蝕；
（3）①圖中儀器B的名稱是冷凝管，故答案為：冷凝管；
②溴能腐蝕橡膠，所以整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，故答案為：溴腐蝕橡膠；
③實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中如何控制關鍵條件：控制溫度計b的溫度，并收集59℃的餾分，溫度過高或過低都不利于溴的收集，
故答案為：控制溫度計b的溫度，并收集59℃的餾分；
④C中液體產物為溴，顏色為深紅棕色，為除去該產物中仍殘留的少量C1₂，可向其中加入NaBr溶液，充分反應后，再進行分離的操作是分液，
故答案為：深紅棕色；分液．

點評 本題考查了海水資源的綜合利用，從整體上把握溴的提純過程，知道提純過程中發(fā)生的反應及基本操作方法，再結合物質的性質分析解答，題目難度中等．