题目内容

(15分)目前,回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等。某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液(含溴0.27%)中回收易挥发的Br2:

(1)操作X所需要的主要玻璃仪器为 ;反萃取时加入20%的NaOH溶液,其离子方程式为 。

(2)反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,并采用冰水浴冷却的原因是 。

(3)溴的传统生产流程为先采用氯气氧化,再用空气水蒸气将Br2吹出。与传统工艺相比,萃取法的优点是 。

(4)我国废水三级排放标准规定:废水中苯酚的含量不得超过1.00mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量,其原理如下:

①请完成相应的实验步骤:

步骤1:准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。

步骤2:将4.5 mL 0.02mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。

步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L KI溶液,振荡。

步骤4: ,再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗 Na2S2O3溶液15 mL。(反应原理:I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6)

步骤5:将实验步骤1~4重复2次。

②该废水中苯酚的含量为 mg/L。

③步骤3若持续时间较长,则测得的废水中苯酚的含量 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

(1)分液漏斗(只答烧杯不给分)

Br2 +2OH- =Br- + BrO- +H2O(写Br2+6OH- =5Br- + BrO3- +3H2O亦给分)

(2)减少Br2的挥发

(3)没有采用有毒气体Cl2,更环保(答“所得溴更纯净”亦给分)

(4)① 滴入2~3滴淀粉溶液 ② 18.8 ③ 偏低

(除第(4)②小题3分外,其余每空2分,共15分)

【解析】

试题分析:(1)该流程的目的是回收溴单质,用四氯化碳萃取后,将水相与有机相分开,则操作X为萃取分液,所用的的仪器为分液漏斗;反萃取时加入氢氧化钠溶液,则溴与氢氧化钠反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,离子方程式是Br2 +2OH- =Br- + BrO- +H2O;

(2)反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,使溴离子和次溴酸根离子再次转化为溴单质,因为溴易挥发,所以采用冰水浴冷却,减少溴的挥发;

(3)氯气是有毒气体,且空气吹出的溴单质易含有氯气,使溴不纯净,所以萃取法的优点是没有采用有毒气体Cl2,更环保,产物更纯净;

(4)①测定废水中苯酚的含量需要通过测定溴的消耗,而剩余的溴单质用HI滴定,生成的碘单质再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,判断滴定终点的指示剂是淀粉,淀粉遇碘变蓝色,当溶液蓝色消失时即达到滴定终点,所以步骤4中应滴加2~3滴淀粉溶液,再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点;

②根据消耗的 Na2S2O3标准溶液的体积计算剩余溴的物质的量,利用2Na2S2O3 ~I2~Br2,可知剩余溴的物质的量是0.015L×0.01mol/L/2=7.5×10-5mol,则25mL废水中苯酚的物质的量是(0.0045L×0.02mol/L-7.5×10-5mol)/3=5×10-6mol,则苯酚的质量是5×10-6mol×94g/mol=0.47mg,所以该废水中苯酚的含量为0.47mg/0.025L=18.8mg/L;

③若步骤3持续时间较长,则空气中的氧气也会氧化碘离子为碘单质,则消耗Na2S2O3标准溶液的体积大于15mL,剩余溴的物质的量偏大,与苯酚反应的溴的物质的量偏小,则苯酚的含量偏低。

考点:考查滴定操作的判断,对物质制备流程的分析,误差的判断,滴定数据的处理

练习册系列答案
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(14分)汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:

(1)2NO(g)+2CO(g)≒2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)

已知:

2C (s)+O2(g)≒2CO(g) △H=-221.0KJ/mol

C (s)+O2(g)≒CO2(g) △H=-393.5KJ/mol

则N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H= kJ·mol-1。

(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

时间/s

0

1

2

3

4

5

C(NO)10-4 mol/L

10.0

4.50

C1

1.50

1.00

1.00

C(CO)10-3 mol/L

3.60

3.05

C2

2.75

2.70

2.70

①c1合理的数值为 。(填字母标号)

A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50

②前2s内的平均反应速率v(CO2)= 。

③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是 。(填字母标号)

a.

b.容器中混合气体的密度保持不变

c.容器中气体的压强不变

d.CO2的体积分数不变

(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:

实验

编号

T/oC

NO初始浓

度/10-3mol·L-1

CO初始浓

度/10-3mol·L-1

催化剂的比

表面积/m2·g-1

①

350

1.20

5.80

124

②

280

1.20

5.80

124

③

280

1.20

5.80

82

则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为 。

(4)已知:CO通入新制的银氨溶液中可生成银镜,同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。某温度下,向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO,反应达到平衡后,将平衡混合气体通入足量新制的银氨溶液中,生成43.2g Ag,则该温度下,反应2NO(g)+2CO(g)≒2CO2(g)+N2(g)(条件为使用催化剂)的化学平衡常数K= 。

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