Question

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 1

考点："三废"处理与环境保护

专题：实验设计题

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）①硫代硫酸钠溶液滴定碘单质，加入淀粉溶液做指示剂；
②依据化学方程式定量关系计算；
③步骤3持续的时间长导致的是KI被氧化；

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）无有毒气体氯气参加反应，生产过程环保；
故答案为：没有采用有毒气体Cl₂，更环保
（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；
故答案为；滴入2～3滴淀粉溶液；
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=

1

3

×0.000015mol=0.000005mol
该废水中苯酚的含量为=

1000ml

25ml

×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；
故答案为：偏低．

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，注意滴定实验的过程分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．