Question

13．工業(yè)上以濃縮海水為原料提取溴的部分流程如圖：

已知：3Br₂+3CO₃^2-→5Br^-+BrO₃^-+3CO₂．
（1）反應(yīng)釜2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Br^-+BrO₃^-+6H⁺═3Br₂+3H₂O．
（2）②中通入熱空氣的目的是使溴單質(zhì)從溶液中會(huì)發(fā)出去；上述流程中，步驟②③④的目的是使海水中的溴元素富集．
（3）在實(shí)驗(yàn)室中完成操作⑤時(shí)，常用的儀器除了酒精燈、錐形瓶、溫度計(jì)、接收器、接液管、石棉網(wǎng)及必要的夾持儀器，還需要的玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管．
（4）蒸餾后廢液為Na₂SO₄溶液，從該溶液中提取芒硝（Na₂SO₄•10H₂O）的實(shí)驗(yàn)操作依次是加熱濃縮，冷卻熱的飽和溶液，過(guò)濾，洗滌并低溫干燥．
（5）檢驗(yàn)Na₂CO₃溶液吸收Br₂后的溶液中是否含有CO₃^2-．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案．
可供選擇得試劑有：稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水．取樣于試管，加入足量稀硫酸，將產(chǎn)生的氣體通過(guò)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，則證明溶液中含有CO₃^2-．

Answer 1

分析 硫酸酸化的濃縮海水，通入氯氣氧化溴離子得到溴單質(zhì)，通入熱的空氣吹出溴單質(zhì)，用碳酸鈉溶液吸收溴單質(zhì)3Br₂+3CO₃^2-→5Br^-+BrO₃^-+3CO₂，加入稀硫酸溴離子、溴酸根離子在酸性條件下反應(yīng)生成溴單質(zhì)，富集溴，通過(guò)蒸餾得到溴單質(zhì)，
（1）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；
（2）通入熱空氣能將溴從蒸餾燒瓶A中吹出；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)，步驟④加入稀硫酸使溴離子和溴酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴單質(zhì)，從而提高了溴離子的濃度；
（3）結(jié)合蒸餾裝置分析選擇儀器；
（4）溶液中得到硫酸鈉晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌、干燥等；
（5）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．

解答 （1）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；
（2）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；海水中溴離子濃度較小，通過(guò)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^-+3CO₂，④是利用加入稀硫酸，溴離子和溴酸根離子發(fā)生歸中反應(yīng)生成溴單質(zhì)，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：使溴單質(zhì)從溶液中會(huì)發(fā)出去； 使海水中的溴元素富集
（3）在實(shí)驗(yàn)室中完成操作⑤時(shí)，常用的儀器除了酒精燈、錐形瓶、溫度計(jì)、接收器、接液管、石棉網(wǎng)及必要的夾持儀器，還需要的玻璃儀器有：蒸餾燒瓶、冷凝管，
故答案為：蒸餾燒瓶； 冷凝管；
（4）蒸餾后廢液為Na₂SO₄溶液，從該溶液中提取芒硝（Na₂SO₄•10H₂O）的實(shí)驗(yàn)操作依次是：加熱濃縮，冷卻熱的飽和溶液，過(guò)濾，洗滌并低溫干燥，
故答案為：加熱濃縮，冷卻熱的飽和溶液，過(guò)濾，洗滌并低溫干燥；
（5）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(guò)量的稀硫酸酸化將酸化后產(chǎn)生的氣體通過(guò)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：取樣于試管，加入足量稀硫酸，將產(chǎn)生的氣體通過(guò)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，則證明溶液中含有CO₃^2-；

點(diǎn)評(píng) 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(jiàn)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>