Question

某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料知：Br₂的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去)：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入至反应结束；

②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；

③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO₂ ；

④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl₂ ;

⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。

请回答：

(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为______________________；

(2)步骤②中鼓入热空气的作用为_________________________；

(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为_____________________。

(4)此实验中尾气可用______________(填选项字母)吸收处理。

a．水       b．浓硫酸       c．NaOH溶液         d.饱和NaCl溶液

(5)步骤⑤中，用下图所示装置进行蒸馏，收集液溴，将装置图中缺少的必要仪器补画出来。

(6)若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO₃等，该反应的化学方程式为_________________。

(7)与B装置相比，采用C装置的优点为_____________________。

Answer

(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)使A中生成的Br2随空气流进入B中

(3)Br2＋SO2＋2H2O＝4H+＋2Br-＋SO42-；(4)c

(5)①③必画，②不做要求(③水溶液液面与烧杯内液体相对高度可不作要求)

(6)3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑

(7)操作简单、污染小

【解析】

试题分析：(1)实验室制备氯气的反应为二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(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：使A中生成的Br2随空气流进入B中；

(3)二氧化硫具有还原性，把单质溴还原为溴离子，反应的方程式为Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；故答案为：Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-；

(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，所以用碱液吸收；故答案为：c；

(5)蒸馏需要蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯、温度计、牛角管和锥形瓶等；达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C，并收集该温度下的馏分，步骤⑤中，用图2所示装置进行蒸馏，收集液溴，装置图中缺少的必要仪是温度计和水浴，装置如图：故答案为：；

(6)根据题给信息，溴和碳酸钠反应生成了溴化钠和溴酸钠，据此写出反应方程式为：Br2+Na2CO3→NaBr+NaBrO3，根据化合价升降总数相等配平为：3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3，根据原子守恒，还有产物二氧化碳3mol，故反应方程式为：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，故答案为：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑；

(7)采用C装置，步骤少，减少了二氧化硫的污染，故答案为：操作简单，污染小。

考点：考查了海水资源及其综合利用的相关知识。