Question

（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

（15分（除第⑷②小题3分外，其余每空2分）

⑴ 分液漏斗；Br2 +2OH- =Br- + BrO- +H2O（或Br2+6OH- =5Br- + BrO3- +3H2O）；

⑵ 减少Br2的挥发 ；

⑶ 没有采用有毒气体Cl2，更环保（或所得溴更纯净）；

⑷① 滴入2~3滴淀粉溶液； ② 18．8 ； ③ 偏低。

【解析】

试题分析：（1）电解富马酸废液后得到的物质含有水溶性物质，也含有在有机物CCl4的Br2，分离该混合物的操作是萃取、分液，因此使用的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯；反萃取时加入20%的NaOH溶液，使Br2与碱NaOH发生氧化还原反应，其离子方程式为Br2 +2OH- =Br- + BrO- +H2O（或Br2+6OH- =5Br- + BrO3- +3H2O）；（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Br2的沸点较低，容易挥发。采用冰水浴冷却就可以减少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，更环保使所得溴更纯净；（4）①用滴定方法测定废水中苯酚的含量，由于发生反应Br2+2KI=2KBr+I2，反应产生的碘单质用Na2S2O3溶液进行滴定，由于碘单质遇淀粉溶液会变为蓝色，因此在步骤步骤4的操作是滴入2~3滴淀粉溶液作为指示剂来判断滴定终点；②根据反应方程式Br2+2KI=2KBr+I2，I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6可得关系式：Br2—I2—2Na2S2O3，n（Na2S2O3）= 0．01 mol/L ×0．015L=1．5×10-4mol，则n（Br2）=7．5×10-5mol，溴单质的总物质的量是n（Br2）= 0．02mol/L×0．0045 mL=9×10-5mol，则与苯酚反应的溴单质的物质的量是9×10-5mol-7．5×10-5mol=1．5×10-5mol，根据苯酚与Br2反应的物质的量关系可知n（苯酚）=1/3 n（Br2）= 1/3×1．5×10-5mol=5×10-6mol,则该废水中苯酚的含量是Ψ=（5×10-6mol×94g/mol）÷ 0．025L =0．0188g/L=18．8mg/L。③步骤3若持续时间较长，KI会被空气中的氧气氧化，使计算测定剩余溴的物质的量偏多，则导致测得的废水中苯酚的含量偏低。

考点：考查物质制备工艺流程的知识。包括物质含量的测定、混合物的分离提纯、氧化还原反应原理在滴定方法非应用等。