题目内容

7．以下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）某同学利用图1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bd，打开活塞ac．
（2）步骤②中可根据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中简单判断反应完全的依据是B中橙色刚好褪去．
（4）从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是富集溴．
（5）步骤⑤用图2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温度计水银球位于支管口稍下的位置装置C中直接加热不合理，应改为隔着石棉网加热，蒸馏时冷凝水应从f端进入（填“e”或“f”），图中E、F的作用是冷凝挥发出的溴蒸气、吸收Br2蒸气，防止污染空气．

分析 浓缩海水中加入氯气氧化溴离子得到溴水的混合物，利用热的空气吹出溴单质，得到粗溴，通入二氧化硫吸收溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢，再通入氯气氧化溴离子得到溴与水的溶液蒸馏得到液溴，
（1）进行步骤①的目的是通入氯气氧化溴离子，应关闭bd，打开ac，进行反应和尾气处理；
（2）步骤②是通入热空气把生成的溴单质赶出到装置B，和通入的二氧化硫发生氧化还原反应，关闭ac，打开bd，依据气泡冒出的个数判断热空气的流速；
（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，简单判断反应完全的依据是溴水褪色；
（4）海水中溴元素较少，从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”过程是富集溴元素；
（5）蒸馏装置中温度计是测定馏出成分的温度，应是温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处，烧瓶加热面积较大，为均匀加热应隔着石棉网加热进行，冷凝装置中的水流是逆流，装置E是冷凝溴蒸气，装置F为吸收溴蒸气防止污染空气．

解答 解：浓缩海水中加入氯气氧化溴离子得到溴水的混合物，利用热的空气吹出溴单质，得到粗溴，通入二氧化硫吸收溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢，再通入氯气氧化溴离子得到溴与水的溶液蒸馏得到液溴，
（1）进行步骤①的目的是通入氯气氧化溴离子，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，应关闭bd，打开ac，进行反应和尾气处理，
故答案为：bd；ac；
（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，和通入的二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢，依据气泡冒出的个数判断热空气的流速，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，
故答案为：A装置中直玻璃管产生气泡的快慢；
（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，简单判断反应完全的依据是溴水溶液的橙色变化为无色，溴水褪色，
故答案为：B中橙色刚好褪去；
（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，富集溴元素，
故答案为：富集溴元素；
（5）蒸馏装置中温度计是测定馏出成分的温度，蒸馏烧瓶中安装温度计，安装其位置时应注意应是温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处，烧瓶加热面积较大，为均匀加热应隔着石棉网加热进行，冷凝装置中的水流是逆流，冷凝水应从f进e出，装置E是冷凝溴蒸气得到液溴，装置F中的氢氧化钠溶液吸收溴蒸气，防止污染空气，
故答案为：温度计水银球位于支管口稍下的位置；f；冷凝挥发出的溴蒸气；吸收Br2蒸气，防止污染空气；

点评 本题考查了物质制备的流程分析判断，主要是海水提取溴的原理应用，实验过程和实验的注意问题是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．（1）某化学兴趣小组按照图1流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验．

①则镁铝合金中加NaOH溶液的化学反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑．
②操作Ⅱ包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶（降温结晶）、过滤、洗涤、干燥．
③某兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，设计图2所示装置需要测定的数据有氢气的体积、镁铝合金的质量．（已知该实验时的温度、压强）
（2）现有一定量的AlCl3和FeCl3混合溶液，已知其中Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.10mol，若向此溶液加入160mL 2mol•L-1 NaOH溶液，当Al3+物质的量与总物质的量的比值为0.4时，沉淀的质量量为7.98 克（ 要有计算过程，否则不给分）
15．如图所示，已知两瓶容积相同，同温同压下，左瓶内充满氯化氢气体，当右瓶中充满下列混合气体中的某一组时，其所含原子总数与左瓶中所含原子总数一定相等，则该混合气体是（　　）
A．O3、N2B．CH4、NH3C．N2、O2D．CO、CO2
15．铝与过氧化钠混合物粉末跟足量的水作用得到无色溶液，共生成气体1.75g，若得到的溶液恰好能使100mL 3.5mol/L的盐酸完全反应，且使产生的沉淀恰好溶解，则铝与过氧化钠的物质的量之比是（　　）
A．1：2B．2：lC．3：2D．2：3
2．设NA 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，1.12 L CCl4含有C-Cl键的数目为0.2NA
B．1 L 1 mol/L AlCl3溶液中含有NA个Al3+
C．常温常压下，4.4 g CO2与N2O的混合气体中含有的原子总数为0.3NA
D．80 mL 10 mol•L-1盐酸与足量MnO2加热反应，产生的Cl2分子数为0.2NA
12．氮化硅（Si3O4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2+6C+2N2?Si3N4+6CO．下列叙述不正确的是（　　）
A．若已知上述反应为放热反应，升高温度，其平衡常数减小
B．上述反应中每生成1molSi3N4，转移12mol电子
C．在氮化硅的合成反应中，N2是氧化剂，SiO2是还原剂
D．若使压强增大，上述平衡向逆反应方向移动
19．下列说法正确的是（　　）
A．所有的化学反应都有能量变化
B．需要加热的反应一定是吸热反应
C．所有的放热反应都可以在常温常压下自发进行
D．核能作为一种反应热，是理想的新能源
16．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21：8，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是（　　）
A．1：1：1B．2：1：1C．1：2：1D．1：1：3
17．工业上常用水杨酸与乙酸酐反应制取解热镇痛药阿司匹林（乙酰水杨酸）．
【反应原理】
如图1

【物质性质】
试剂沸点（℃）溶解度化学性质
乙酸酐139在水中逐渐分解略
乙酰水杨酸略微溶于水与碳酸钠反应生成水溶性盐
水杨酸211微溶于冷水，易溶于热水略
乙酸117.9略略
【实验流程】
（1）物质制备：向大试管中依次加入2g水杨酸、5mL乙酸酐（密度为1.08g/mL）、5滴浓硫酸，振荡大试管至水杨酸全部溶解，将其放入盛有热水烧杯中，固定在铁架台上，在85℃～90℃条件下加热5～10min．装置如图2：
（2）产品结晶：取下大试管，置于冷水中冷却10min．待晶体完全析出，…抽滤，再洗涤晶体，抽干．
（3）产品提纯：将粗产品转移至150mL烧杯中，向其中慢慢加入试剂NaHCO3并不断搅拌至不再产生气泡为止．进一步提纯最终获得乙酰水杨酸1.8g．
（4）纯度检验：取少许产品加入盛有5mL水的试管中，加入1～2滴FeCl3溶液，溶液呈浅紫色．
【问题讨论】
（1）写出水杨酸与碳酸氢钠溶液反应的化学反应方程式．
（2）写出水杨酸与足量碳酸钠溶液反应后含苯环的生成物的结构简式．
（3）流程（1）装置图中长导管的作用冷凝回流和平衡压强．
（4）控制反应温度85℃～90℃的原因既保持有较高的反应速率又减少物质的挥发．
（5）流程（2）中证明晶体洗涤干净的操作方法：取最后一次洗涤滤液少许于试管中，滴加少量氯化钡，再滴加稀盐酸，若无沉淀出现则洗涤干净，反之则未洗涤干净
（6）流程（4）中溶液显紫色，可能的原因是产品中仍然可能有水杨酸．
（7）1mol乙酰水杨酸与氢氧化钠溶液反应可能，最多消耗3mol NaOH．
（8）实验中乙酰水杨酸的产率为69%（已知：水杨酸、乙酰水杨酸的相对分子质量分别为138和180）．

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