题目内容

12．卤素单质都是重要的化工原料．其课外小组在实验室完成了下列有关卤素单质的实验．
（1）设计以下装置（夹持装置已略去），进行实验，模拟海水提溴的部分过程．

①a是一种黄绿色气体．A装置中通入a气体的目的是Cl2+2Br-=Br2+2Cl-（用离子方程式表示）．
②A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通入热空气．通入热空气的目的是将溴单质吹出．
③反应过程中，B装置中有SO42-生成．则气体b的化学式是SO2．检验B装置的溶液中含有SO42-的方法是加入HCl溶液无沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出现沉淀．
④C装置的作用是吸收尾气中Cl2、Br2、SO2，防止污染环境．
⑤该小组同学向反应后B装置的溶液中通入a气体，充分反应得到混合液．一位同学根据溴的沸点是59℃，提出采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质；另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，该过程中应用的方法包括萃取和分液．
（2）设计实验：比较C12、Br2、I2三种单质的氧化性强弱．实验记录如下：
实验步骤Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验现象溶液变为黄色溶液变为黄色溶液变为蓝色
实验结论氧化性：Cl2＞Br2氧化性：Br2＞I2
①你认为上述实验设计（填“”或“不能”不能达到实验目的，理由是I实验后的溶液中可能存在过量的Cl2，干扰Br2和I2的氧化性比较．
②Cl2、Br2、I2三种单质氧化性的递变性，用原子结构解释原因：Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，因而氧化性逐渐减弱．

分析 （1）由流程可知，氯气与浓缩海水中溴离子发生氧化还原反应生成溴，在吹出塔中富集溴，然后在吸收塔中溴、二氧化硫和水发生氧化还原反应生成硫酸和HBr；
由实验装置可知，a为氯气，可氧化溴离子，热空气可将生成的溴蒸气吹出，气体b为二氧化硫，在B装置中发生氧化还原反应生成硫酸和HBr，C装置为尾气处理装置，吸收氯气、二氧化硫、溴等，硫酸根离子检验是加入盐酸无现象加入氯化钡溶液生成白色沉淀，分离混合溶液可以结合沸点利用蒸馏方法，也可以依据互不相溶的溶剂中溶解度不同萃取分液得到；
（2）①Ⅰ中所得溶液中可能含有过量的氯气，对后继氧化性强弱的比较产生干扰；
②Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，结合同主族递变规律分析．

解答 解：（1）①要想使溴离子变成溴单质，则加入的a能和溴离子发生反应生成溴单质，氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质，离子反应方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，
故答案为：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
②溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2，故答案为：吹出Br2；
③使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，可知气体b为SO2，发生的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，检验B装置的溶液中含有SO42-的方法是加入HCl溶液无沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出现沉淀，
故答案为：SO2；加入HCl溶液无沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出现沉淀；
④氯气不可能完全反应，氯气和溴离子反应生成溴单质，未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒，不能直接排空，且这几种物质都能和碱反应，所以C装置是尾气处理装置，可知C的作用为吸收未反应的Cl2、Br2和SO2，防止污染环境，
故答案为：吸收未反应的Cl2、Br2和SO2防止污染环境；
⑤该小组同学向反应后B装置的溶液中通入a气体，充分反应得到混合液．一位同学根据溴的沸点是59℃乙挥发，采用蒸馏方法得到，向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，该过程中应用的方法包括萃取分液，
故答案为：蒸馏；萃取分液；
（2）①Ⅰ中所得溶液中可能含有过量的氯气，对后继氧化性强弱的比较产生干扰，
故答案为：不能；I实验后的溶液中可能存在过量的Cl2，干扰Br2和I2的氧化性比较；
②Cl2、Br2、I2三种单质氧化性的递变性，用原子结构解释原因：Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，因而氧化性逐渐减弱，
故答案为：Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，因而氧化性逐渐减弱．

点评 本题考查海水资源开发利用及海水提溴，为高频考点，涉及氧化还原反应、离子反应及流程分析，注重基础知识的综合运用，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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