题目内容

12．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分液漏斗；反萃取时加入20%的NaOH溶液，其离子方程式为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O．
（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：减少Br2的挥发．
（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，萃取法的优点是没有采用有毒气体Cl2，更环保（或所得溴更纯净）．
（4）已知在酸性条件下溴酸盐可发生如下离子反应：
2BrO3-+10Cl-+12H+═5Cl2↑+Br2+6H2O；Ⅱ．6BrO3-+5Cl-+6H+═5ClO3-+3Br2+3H2O
现将120mL 0.4mol•L-1KBrO3溶液和100mL 0.6mol•L-1KCl溶液在稀H2SO4中混合，充分反应后，产物KClO3和Cl2的物质的量之比为3：1．

分析 富马酸废液中含有Br-，电解生成溴单质，加入四氯化碳萃取后分液，再加入氢氧化钠反萃取得到含修炼者和次溴酸根离子的溶液，加入硫酸酸化发生氧化还原反应生成溴单质；
（1）操作X为萃取分液，需要烧杯、分液漏斗等仪器；反萃取时加入20%的NaOH溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水；
（2）溴单质易挥发，浓硫酸溶解放热分析；
（3）无有毒气体氯气参加反应，生产过程环保；
（4）根据n=cV计算出BrO3-、Cl-的物质的量物质的量，根据反应方程式判断过量情况，然后设出KClO3和Cl2的物质的量，结合方程式列式计算出二者的物质的量即可．

解答 解：富马酸废液中含有Br-，电解生成溴单质，加入四氯化碳萃取后分液，再加入氢氧化钠反萃取得到含修炼者和次溴酸根离子的溶液，加入硫酸酸化发生氧化还原反应生成溴单质，
（1）操作X为萃取分液，需要烧杯、分液漏斗等仪器；反萃取时加入20%的NaOH溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水，反应的离子方程式为：Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O；
故答案为：分液漏斗，Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O；
（2）溴单质易挥发，浓硫酸溶解放热分析，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减少溴单质的挥发；
故答案为：减少Br2的挥发；
（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，萃取法的优点为：没有采用有毒气体Cl2，更环保，所得溴更纯净，
故答案为：没有采用有毒气体Cl2，更环保；
（4）120mL 0.4mol•L-1KBrO3溶液中含有KBrO3的物质的量为：0.4mol/L×0.12L=0.048mol，100mL 0.6mol•L-1KCl溶液中含有氯化钾的物质的量为：0.6mol/L×0.1L=0.06mol，BrO3-、Cl-的物质的量之比为0.048mol：0.06mol=4：5，该比值介于2：10和6：5之间，则产物为KClO3和Cl2，设二者的物质的量分别为x、y，
根据反应2BrO3-+10Cl-+12H+═5Cl2↑+Br2+6H2O、6BrO3-+5Cl-+6H+═5ClO3-+3Br2+3H2O可知：$\frac{2}{5}$y+$\frac{6}{5}$x=0.048、2y+x=0.06，联立解得：x=0.036mol、y=0.012mol，
则产物KClO3和Cl2的物质的量之比为0.036mol：0.012mol=3：1，
故答案为：3：1．

点评 本题考查了废水中物质含量的测定实验探究和物质性质的分析判断，题目难度中等，明确反应原理为解答关键，（4）为难点，需要根据反应物过量情况判断反应产物，试题培养了学生的分析能力及化学实验、化学计算能力．

练习册系列答案
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2．下列离子方程式书写正确的（　　）
A．Na2CO3溶液中通入少量SO2：SO2+H2O+2CO32-═SO32-+2HCO3-
B．漂白粉中滴加浓盐酸加热制取氯气：ClO-+Cl-+2H+ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cl2+H2O
C．将0.1mol•L-1的NH4Al（SO4）2溶液与0.2mol•L-1的Ba（OH）2溶液等体积混合：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═AlO2-↓+2BaSO4↓+2H2O
D．含0.4molFeI2的溶液中通入0.3mol氯气：4Fe2++2I-+3Cl2═4Fe3++I2+6Cl-
3．用一种试剂除去下列各物质中的杂质（括号内为杂质），请写出相应的离子方程式．
（1）Cu（Fe）：离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（2）CO2（HCl）：离子方程式为H++HCO3-=H2O+CO2↑．
（3）MgO（Al2O3）：离子方程式为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O．
（4）O2（CO2）：离子方程式CO2+2OH-═CO32-+H2O
（5）NaHCO3 （Na2CO3）：离子方程式CO2+CO32-+H2O=2HCO3-．
20．X、Y、Z、M、Q、R是6种短周期元素，其原子半径及主要化合价如表：
元素代号XYZMQR
原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.0740.037
主要化合价+2+3+6，-2+2-2+1
（1）Y在元素周期表中的位置是第三周期ⅢA族．
（2）X、Y、Q各自形成简单离子，其中离子半径最大的是O2- （填离子符号）．
（3）Q和R按原子个数比1：1组成的化合物甲，是一种“绿色”氧化剂．
①甲的电子式是．
②空气阴极法电解制备甲的装置如图所示．在碱性溶液中，将空气中的氧气还原得到甲和稀碱的溶液，则图中直流电源的a是正极．
7．白磷（P4）在氯气中燃烧有白色的烟雾生成，其产物为PCl3和PCl5的混合物，试回答下列问题．
（1）P元素基态原子3P能级上电子排布图为；
（2）P4分子的空间结构是正四面体形，每个分子中含6个σ键，键角为60○；
（3）PCl3分子中P原子的杂化类型为sp3；
（4）PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子，熔体中P-Cl的键长只有198nm和206nm两种，这两种离子的化学式为PCl4+和PCl6-；
（5）PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P-Br键长，试用电离方程式解释PBr5熔体能导电的原因PBr5═PBr4++Br-．
17．核潜艇上的核反应堆内使用了液体铝合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，有关说法不正确的是（　　）
A．离子半径：Na+＞Al3+
B．铝钠合金若投入一定水中可得无色溶液并产生气泡
C．若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越少
D．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
4．E、G、M、Q、T是五种原子序数依次增大的前四周期元素．E、G、M是位于P区的同一周期的元素，M的价层电子排布为nsnnp2n，E与M原子核外的未成对电子数相等；QM2与GM2-为等电子体；T为过渡元素，其原子核外没有未成对电子．请回答下列问题：
（1）与T同区、同周期元素原子价电子排布式是3d104s1．
（2）E、G、M均可与氢元素形成氢化物，它们的最简单氢化物在固态时都形成分子晶体，其中晶胞结构与干冰不一样的是NH3、H2O（填分子式）．
（3）E、G、M的最简单氢化物中，键角由大到小的顺序为CH4＞NH3＞H2O（用分子式表示），其中G的最简单氢化物的VSEPR模型名称为正四面体，M的最简单氢化物的分子立体构型名称为V形．
（4）EM、GM+、G2互为等电子体，EM的结构式为（若有配位键，请用“→”表示）．E、M电负性相差1.0，由此可以判断EM应该为极性较强的分子，但实际上EM分子的极性极弱，请解释其原因从电负性分析，CO中的共用电子对偏向氧原子，但分子中形成配位键的电子对是由氧原子单方面提供的，抵消了共用电子对偏向O而产生的极性．
（5）TQ在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方TQ晶体结构如图所示，该晶体的密度为ρ g•cm-3．如果TQ的摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则a、b之间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$cm．
1．（1）一定温度下，有a．盐酸；b．硫酸；c．醋酸三种酸，用字母填写下列空格：①当三种酸物质的量浓度相同时，c（H+）由大到小的顺序是b＞a＞c．
②若三者c（H+）相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是c＞a＞b（或c＞a=2b）．
（2）常温下，0.1mol•L-1的HCl溶液中，由水电离出来的H+浓度为1×10-13mol•L-1． 
（3）在一元强碱MOH溶液中加入一元酸HA溶液，充分反应后，溶液呈中性．甲同学认为溶液中c（A-）=c（M+），而乙同学认为c（A-）和c（M+）是否相等，要看一元酸HA是强酸还是弱酸．你认为甲同学的说法正确，理由是电荷守恒原理．
（4）明矾[KAl（SO4）2•12H2O]常用作净水剂，其原理是Al3++3H2O?Al（OH）3（胶体）+3H+（用离子方程式表示）．
（5）将FeCl3溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体物质是Fe2O3（填写化学式）．
2．下列说法中，不正确的是（　　）
A．氧化铝陶瓷和光导纤维都是无机非金属材料
B．硫、氮、碳的氧化物是形成酸雨的主要物质
C．使用氢能源替代化石燃料可减少CO2排放
D．利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法

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