Question

19．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如图：
（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽的阴极区获得的产品有H₂、NaOH．
（2）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^-，其目的是提高溴的富集程度．
（3）某化学小组同学为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅有关资料，Br₂的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性．他们参观生产过程后，设计了如下实验装置：
①图中仪器B的名称：冷凝管．
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是Br₂腐蚀橡胶．
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分．
④C中液体产生颜色为深棕红色或红棕色．
（4）请从图中选用四个装置（可重复使用）完成向溶液A中通入过量Cl₂的实验，将所选装置的编号填入下列对应的方框，在对应方框下括号内填入相关试剂；


（5）若食盐样品中混有NaBr杂质，为了测定该食盐样品的纯度，可设计如下实验过程：
由实验数据测得氯化钠的纯度=90.0%．

Answer 1

分析 海水经淡化后母液中含有溴离子，通入氯气，可得到低浓度的溴，然后通入空气吹出，进行富集，用碱溶液吸收，再通入氯气可得到浓度较大的溴．
（1）电解饱和氯化钠溶液，在阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，同时生成了氢氧化钠；
（2）海水淡化得到的母液和电解氯化钠溶液生成的氯气反应，得到的溴单质浓度低，溴单质在水中有一定的溶解性且和水反应，提取时消耗过的能源和原料，降低了经济效益；
（3）①蒸馏时，为充分冷凝，冷凝水应从下端进，上端出；
②因溴具有强氧化性和腐蚀性，应避免使用橡皮管；
③控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分；
④溴单质颜色为红棕色；
（4）若食盐样品中混有NaBr杂质，加水溶解后通入氯气，经萃取分液后得到氯化钠溶液和溴的四氯化碳溶液，对氯化钠溶液进行蒸发结晶，得到氯化钠固体，根据氯化钠和样品的质量，可得到该食盐样品的纯度，实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气，饱和食盐水除去氯化氢，用丙进行除杂；
氯气的制取选用二氧化锰和浓盐酸，饱和食盐水除去氯化氢，过量的氯气用氢氧化钠除去，通气体选用丙装置；
（5）设样品中溴化钠的质量为xg，
    2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂ △m
   206              117         89
    x                             44-42.1=1.9
计算得到溴化钠质量，得到样品纯度．

解答 解：（1）电解饱和氯化钠溶液，在阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，同时生成了氢氧化钠，即H₂、NaOH，故答案为：H₂、NaOH；
（2）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^-，目的是低浓度的Br₂溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，
故答案为：提高溴的富集程度；
（3）①由装置图可知，提纯溴利用的原理是蒸馏，仪器B为冷凝管，
故答案为：冷凝管；
②溴单质是一种强氧化剂，易腐蚀橡胶制品，所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管，
故答案为：Br₂腐蚀橡胶；
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件是：控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分，
故答案为：控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分；
④控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色或红棕色的液态溴单质，
故答案为：深棕红色或红棕色；
（4）若食盐样品中混有NaBr杂质，加水溶解后通入氯气，经萃取分液后得到氯化钠溶液和溴的四氯化碳溶液，对氯化钠溶液进行蒸发结晶，得到氯化钠固体，根据氯化钠和样品的质量，可得到该食盐样品的纯度，该实验方法为定量法中的重量法，实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气，用丙除去氯化氢，然后在丙中反应，尾气也可用丙处理，氯气的制取选用二氧化锰和浓盐酸，故选用甲装置，饱和食盐水除去氯化氢，通气体A溶液中选用丙装置，过量的氯气用丙装置中的氢氧化钠除去，
故答案为：；

（5）设样品中溴化钠的质量为xg，
    2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂ △m
   206              117         89
    x                             44-42.1=1.9
$\frac{206}{x}$=$\frac{89}{1.9}$
x=4.4，故原固体混合物中氯化钠的质量分数为$\frac{44.0-4.4}{44.0}$×100%=90.0%，
故答案为：90.0%．

点评 本题考查物质的分离、提纯，侧重海水资源的综合利用，涉及到电解、海水提溴工艺等知识点，注意物质的分离、提纯应把握物质的性质的异同，掌握从海水中提取溴的原理为解答该题的关键，题目难度中等．