Question

查阅资料知：Br₂的沸点为58.78℃，密度为3.119g?cm^-3，微溶于水，有毒．
Ⅰ．常温下，单质溴通常是液态，保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量水．工业生产中，海水提溴常用空气吹出法．其生产流程可用下图表示：
淡化海水低浓度Br₂水通入Cl₂含Br^-的溶液通入空气吹出Br₂，Br₂的浓溶液用X吸收，再通入Cl₂得到液溴
某化学实验小组模拟该法设计了如图1实验装置（夹持装置略去）从浓缩的海水中提取溴．

实验步骤如下：
①关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl₂至反应结束；
②关闭a、c，打开活塞b、d，向A中鼓入足量热空气；
③关闭b，打开a，再通过A向B中通入足量Cl₂；
④将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴．
（1）当观察到A中液面上方出现

 

（实验现象）即可判断步骤①中反应已经结束．
（2）X试剂可以是

 

（填序号），尾气处理选用

 

（填序号）．
a．H₂O    b．饱和食盐水    c．氢氧化钠溶液    d．饱和Na₂SO₂溶液
（3）B中X试剂发生反应的离子方程式为

 

．
（4）蒸馏时应该选择

 

，操作中应控制的关键实验条件为

 

．
Ⅱ．该实验小组利用制得的单质溴研究H₂与Br₂生成HBr的反应，实验装置如3：
（5）E装置可用来检验反应产物HBr，则D装置的作用是

 

．若要检验E中收集的HBr，图示装置检验HBr时还不够完善，请结合原有实验装置予以改进：

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：Ⅰ．（1）氯气与溴离子反应生成溴单质，当反应完成时，过量的氯气聚集与A中液面上方；
（2）溴、氯气都有毒，可用碱液吸收；
（3）氯气与溴均能够与氢氧化钠反应生成卤化钠和次卤酸钠和水；
（4）依据蒸馏实验装置选择合适的仪器，蒸馏实验依据的液体的沸点不同分离物质；
Ⅱ．（5）反应生成的溴化氢中混有溴，检验溴化氢前需要除掉溴单质，避免干扰检验结果；根据溴化氢不溶于四氯化碳而溴易溶于四氯化碳设计方案．

解答： 解：Ⅰ．（1）氯气与溴离子反应生成溴单质，当反应完成时，A中液面上方出现黄绿色，故答案为：黄绿色；
（2）溴能够与亚硫酸钠反应生成硫酸钠，可以用饱和亚硫酸钠溶液吸收溴；溴、氯气都有毒，可用碱液吸收；故答案为：d；c；
（3）溴与亚硫酸钠溶液反应的离子方程式为：Br₂+H₂O+SO₃^2-=2Br^-+SO₄^2-+2H⁺，故答案为：Br₂+H₂O+SO₃^2-=2Br^-+SO₄^2-+2H⁺；
（4）蒸馏操作的主要仪器是：带铁圈的铁架台，酒精灯，石棉网，蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管，牛角管，锥形瓶，所以选择的仪器有：①③⑤⑥⑦；
蒸馏实验依据的液体的沸点不同分离物质，所以实验中应控制的关键实验条件为温度，Br₂的沸点为58.78℃，则应该控制温度在59℃，
故答案为：①③⑤⑥⑦；控制温度在59℃；
Ⅱ．（5）生成的溴化氢中混有溴蒸气，由于溴的沸点较低，通过装置D可以除去溴化氢中的溴蒸气；由于装置D无法完全除去溴化氢中的溴单质，所以该方案不严密，应该在D与E之间增加一盛有CCl₄的洗气装置，确保将溴化氢中的溴完全除去，
故答案为：除去未反应完的溴蒸气；在D与E之间增加一盛有CCl₄的洗气装置．

点评：本题考查了物质的分离与提纯、物质性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，熟练掌握化学实验基本操作方法及物质分离与提纯方案的设计原理为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．