Question

【化学——选修5:有机化学基础】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4.5mL 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0.01mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗 Na₂S₂O₃溶液15mL．（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

分液漏斗Br2+2OH﹣=Br﹣+BrO﹣+H2O减少Br2的挥发没有采用有毒气体Cl2，更环保滴入2～3滴淀粉溶液18.8mg/L偏低．

【解析】

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，反应的离子方程式为：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；

(3)无有毒气体氯气参加反应，生产过程环保；

(4)①硫代硫酸钠溶液滴定碘单质，加入淀粉溶液做指示剂；滴入2～3滴淀粉溶液，再用0.01mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点；

②依据化学方程式定量关系计算，将4.5mL 0.02mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中，n(Br2)=0.0045L×0.02mol/L=0.00009mol，其中和碘化钾反应的溴单质物质的量
2KI～Br2～I2～2Na2S2O3，；
      1   2
      n  0.01mol/L×0.015L
n=0.000075mol
与苯酚反应的溴单质=0.00009mol-0.000075mol=0.000015mol
则苯酚物质的量=×0.000015mol=0.000005mol
该废水中苯酚的含量为=×0.000005mol×94g/mol=0.0188g/L=18.8mg/L；
③步骤3持续的时间长导致的是KI被氧化，测定苯酚量减少，测定结果偏低。

点睛：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，注意滴定实验的过程分析应用；回收流程为：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；。