Question

17．海水是巨大的資源寶庫．如圖是實驗室模擬工業(yè)從海水資源獲取某些重要化工原料的流程示意圖．
回答下列問題：
（1）由于溴離子在海水中濃度很低（0.067g/L），要進行溴元素的濃縮、富集．實驗室若要直接濃縮海水時，下面的儀器肯定不需要的是（填編號）C
A．玻璃棒 B．三腳架 C．坩堝 D．蒸發(fā)皿 E．酒精燈
（2）要知道海水曬鹽的過程中溶液里食鹽含量在逐漸提高的簡易方法是B．
A．分析氯化鈉含量 B．測定溶液密度 C．觀察是否有沉淀析出
（3）寫出溴水中通入SO₂時反應(yīng)的離子方程式SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-
（4）上圖中虛線框內(nèi)流程也可用 Na₂CO₃溶液吸收Br₂的反應(yīng)化學方程式補充完整：
3Br₂+3Na₂CO₃=1NaBrO₃+5NaBr+3CO₂
（5）現(xiàn)有一份吸收了溴的無色溶液（采用上述兩種方法之一，且吸收劑和溴恰好完全反應(yīng)），請你通過實驗探究該溶液究竟是采用那種方法吸收溴的．
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1：采用純堿吸收法，吸收液中含大量Na⁺、Br ^-、BrO₃^-
假設(shè)2：采用空氣吹出吸收法，吸收液中含大量H⁺、Br^-、SO₄^2-．
②設(shè)計方案、進行實驗，驗證假設(shè)：請在表中寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論．限選實驗試劑和儀器：10mL量筒、小燒杯、試管、膠頭滴管；無水乙醇、苯、0.10mol/LAgNO₃、0.10mol/LBaCl₂、2mol/LHCl 查資料得：Ba（BrO₃）₂為白色固體，微溶于水

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：用量筒取樣品溶液2mL分別于A、B試管中，往A試管中加入足量的2mol/L鹽酸，再加入1mL苯充分振蕩后靜置，觀察．	若若溶液分層，上層有機層出現(xiàn)橙色或橙紅色，則假設(shè)1一定能成立．
步驟2：往試管B中加入足量的2mol/L鹽酸，再加入幾滴 0.10mol/LBaCl2充分振蕩，觀察．	若若溶液出現(xiàn)白色混濁，則假設(shè)2一定能成立．

Answer 1

分析 海水曬鹽過濾得到苦鹵和粗鹽，粗鹽精制得到飽和食鹽水，電解得到氫氧化鈉和次氯酸鈉，苦鹵中加入石灰乳沉淀鎂離子形成氫氧化鎂沉淀，過濾得到氫氧化鎂沉淀中加入鹽酸溶解得到氯化鎂溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱得到氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂；苦鹵中通入氯氣氧化溴離子為單質(zhì)溴，用二氧化硫水溶液吸收溴單質(zhì)，得到HBr，再通入氯氣氧化溴化氫得到溴單質(zhì)，富集溴元素，用水蒸氣吹出蒸餾得到液溴，
（1）濃縮海水，通過蒸發(fā)濃縮，據(jù)此判斷所需儀器；
（2）氯化鈉的含量測定比較復雜，而觀察法又不準確，所以最好的辦法是測定溶液的密度；
（3）溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫；
（4）根據(jù)流程圖可知氯化鈉、氯化鎂的富集Br₂與Na₂CO₃反應(yīng)生成NaBrO₃、NaBr和CO₂，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式；
（5）題中吸收溴的方法有兩種，“空氣吹出法”和“純堿吸收法”，根據(jù)反應(yīng)后溶液可能存在的離子進行檢驗并設(shè)計實驗方案．

解答 解：（1）濃縮海水，通過蒸發(fā)濃縮，用到的儀器有玻璃棒、三腳架、酒精燈、蒸發(fā)皿等，坩堝用于加熱固體，故答案為：C；
（2）氯化鈉的含量測定比較復雜，而觀察法又不準確，所以最好的辦法是測定溶液的密度，故答案為：B；
（3）溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)的化學方程式為：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，離子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-； 
（4）Br₂與Na₂CO₃反應(yīng)生成NaBrO₃、NaBr和CO₂，Br元素部分由0價升高到+5價，另一部分從0價降低到-1價，則生成的NaBrO₃與NaBr的物質(zhì)的量之比為1：5，所以配平方程式為：3Br₂+3Na₂CO₃=NaBrO₃+5NaBr+3CO₂↑，
故答案為：3、3、1、5NaBr、3CO₂；
（5）①題中吸收溴的方法有兩種，“空氣吹出法”和“純堿吸收法”，故答案為：采用空氣吹出吸收法，吸收液中含大量H⁺、Br ^-、SO₄^2-；
②步驟1：用量筒取樣品溶液2mL分別于A、B試管中，往A試管中加入足量的2mol/L鹽酸，如果溶液中含有Br ^-、BrO₃^-，二者在酸性條件下反應(yīng)生成溴，再加入1mL苯充分振蕩后靜置，觀察，若溶液分層，上層有機層出現(xiàn)橙色或橙紅色，則假設(shè)1一定能成立；
步驟2：往試管B中加入足量的2mol/L鹽酸，再加入幾滴 0.10mol/LBaCl₂充分振蕩，觀察，若溶液出現(xiàn)白色混濁，則說明溶液中含SO₄^2-，假設(shè)2一定能成立；
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
足量的2mol/L鹽酸，再加入1mL苯充分振蕩后靜置，觀察	若溶液分層，上層有機層出現(xiàn)橙色或橙紅色
足量的2mol/L鹽酸，再加入幾滴 0.10mol/LBaCl2充分振蕩，觀察	若溶液出現(xiàn)白色混濁

點評 本題考查了海水資源的綜合利用，題目難度中等，易錯點為（5），注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計實驗方案，系統(tǒng)掌握元素化合物性質(zhì)是解答該題的關(guān)鍵．