Question

【题目】卤素单质都是重要的化工原料。其课外小组在实验室完成了下列有关卤素单质的实验。

（1）设计以下装置（夹持装置已略去），进行实验，模拟海水提溴的部分过程。

①a是一种黄绿色气体。A装置中通入a气体的目的是____________________（用离子方程式表示）。

②A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通入热空气。通入热空气的目的是____________________。

③反应过程中，B装置中有SO42-生成。则气体b的化学式是____________________。检验B装置的溶液中含有SO42-的方法是______________________________。

④C装置的作用是________________________________________。

⑤该小组同学向反应后B装置的溶液中通入a气体，充分反应得到混合液。一位同学根据溴的沸点是59℃，提出采用__________方法从该混合液中分离出溴单质；另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，该过程中应用的方法包括______________________________。

（2）设计实验：比较C12、Br2、I2三种单质的氧化性强弱。实验记录如下：

实验步骤	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
实验现象	溶液变为黄色	溶液变为黄色	溶液变为蓝色
实验结论	氧化性：Cl2>Br2	氧化性：Br2>I2

①你认为上述实验设计（填“”或“不能”__________达到实验目的，理由是______________________________。

②Cl2、Br2、I2三种单质氧化性的递变性，用原子结构解释原因：________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 将溴单质吹出 SO2 加入HCl溶液无沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出现沉淀 吸收尾气中Cl2、Br2、SO2，防止污染环境 蒸馏 萃取和分液 不能 I实验后的溶液中可能存在过量的Cl2，干扰Br2和I2的氧化性比较 Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，因而氧化性逐渐减弱。

【解析】(1)①要想使溴离子变成溴单质，则加入的a能和溴离子发生反应生成溴单质，氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质，离子反应方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
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；
③使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，可知气体b为SO2，发生的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，反应过程中，B装置中有SO42-生成．检验SO42-的方法是取少量B装置中反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有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C装置是尾气处理装置，可知C的作用为吸收未反应的Cl2、Br2和SO2；

⑤根据溴的沸点是59℃，可采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质；向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，此过程中采用的混合物分离方法为萃取和分液；

(2)①中所得溶液中可能含有过量的氯气，对后继氧化性强弱的比较产生干扰，故不能达到目的；

②同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，得电子能力逐渐减弱，氧化性减弱，故Cl2、Br2、I2氧化性逐渐减弱。