题目内容

(18分)空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:

(1)氯元素在周期表中位于_______ 周期_______族。

(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是________ 。

(3)步骤④利用了SO2的还原性,反应的离子方程式为_________ __。

(4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90℃温度过高或过低都不利于生产,请解释原因____________________________.

(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是__________。

(6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氧化”后再蒸馏,这样操作的意义是__________。

 

(1)第三,ⅦA;(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应;

(3)Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;

(4)温度过高,产生大量水蒸气,溴蒸气中水蒸气增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低;(5)分液漏斗;(6)“空气吹出、SO2吸收、氧化”的过程实际上是一个溴单质的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高,消耗能源少,成本降低。

【解析】

试题分析:(1)17号元素氯元素在周期表中位于第三周期第ⅦA族。(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,原因是酸化可抑制Cl2、Br2与水反应;(3)在步骤④中SO2与溴水发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;(4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90℃温度过高或过低都不利于生产,是因为温度过高,产生大量水蒸气,溴蒸气中水蒸气增加;若是温度过低,溴又不能完全蒸出,吸收率低;(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。密度大的在下层,密度小的在上层,这种分离混合物的方法叫分液,使用的分离仪器的名称是分液漏斗; (6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氧化”后再蒸馏,这样操作的意义是“空气吹出、SO2吸收、氧化”的过程实际上是一个溴单质的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高,消耗能源少,成本降低。

考点:考查空气吹出法从“海水提溴”的反应原理、操作、混合物的分离、离子方程式的书写的知识。

 

练习册系列答案
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(14分)甲醇、二甲醚等被称为绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚(CH3OCH3)。

(1)已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ,请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。

(2)写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 __________________________________。

(3)用合成气制备二甲醚的反应原理为:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图:

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________,该反应的△H_______0(填“>”、“<”)。

②某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 ;

A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3 C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3

③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ;

A. 正反应速率先增大后减小 B. 逆反应速率先增大后减小

C. 化学平衡常数K值减小 D. 氢气的转化率减小

④ 某温度下,将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得二甲醚的体积分数为25%,则该温度下反应的平衡常数K=__________。

 

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的主要实验装置如下图:

反应物和产物的相关数据如下

合成正丁醚的步骤:

①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。

②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。分离提纯:

③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。

④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。

⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。

请回答:

(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为______________________________。

写出步骤②中制备正丁醚的化学方程式______________________________。

(2)加热A前,需先从__________(填“a”或“b”)口向B中通入水。

(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的 (填“上”或“下”)口分离出。

(4)步骤④中最后一次水洗的目的为______________________________。

(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集__________(填选项字母)左右的馏分。

a.100℃ b. 117℃ c. 135℃d.142℃

(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为__________,下层液体的主要成分为__________。(填物质名称)

(7)本实验中,正丁醚的产率为__________。

 

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