Question

【化学——选修2：化学与技术】（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”）。

Answer

⑴ 分液漏斗（只答烧杯不给分）Br2 +2OH- ＝Br- + BrO- +H2O（写Br2+6OH- ＝5Br- + BrO3- +3H2O也可） ⑵ 减少Br2的挥发⑶ 没有采用有毒气体Cl2，更环保（答“所得溴更纯净”亦给分）

⑷① 滴入2～3滴淀粉溶液 ② 18.8 ③ 偏低 (除第⑷②小题3分外，其余每空2分，共15分)

【解析】

试题分析：（1）操作X是萃取，则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，氢氧化钾能与溴反应，则其离子方程式为Br2 +2OH- ＝Br- + BrO- +H2O。

（2）溴易挥发，则采用冰水浴冷却的原因是减少Br2的挥发。

（3）氯气有毒，因此与传统工艺相比，萃取法的优点是没有采用有毒气体Cl2，更环保。

（4）①碘遇淀粉显蓝色，则步骤4：滴入2～3滴淀粉溶液，再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点。

②根据方程式Br2＋2I－＝2Br－＋I2、I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6可知Br2～2Na2S2O3，所以剩余溴的物质的量是0.01mol/L×0.015L÷2＝0.000075mol。则与苯酚反应的溴是0.02mol/L×0.0045L—0.000075mol＝0.000015mol，所以苯酚的物质的量是0.000015mol÷3＝0.000005mol，则该废水中苯酚的含量为mg/L。

③步骤3若持续时间较长，则部分碘离子被氧化为单质碘从消耗硫代硫酸钠的体积增加，因此测得的废水中苯酚的含量偏低。

考点：考查单质溴制备工艺流程图的分析及物质含量测定实验方案设计