Question

3．目前，回收溴單質的方法主要有水蒸氣蒸餾法和萃取法等．某興趣小組通過查閱相關資料擬采用如下方案從富馬酸廢液（含溴0.27%）中回收易揮發(fā)的Br₂：

（1）操作X所需要的主要玻璃儀器為分液漏斗；反萃取時加入20%的NaOH溶液，其離子方程式為Br₂+2OH^-=Br^-+BrO^-+H₂O．
（2）反萃取所得水相酸化時，需緩慢加入濃硫酸，并采用冰水浴冷卻的原因是減少Br₂的揮發(fā)．
（3）溴的傳統(tǒng)生產流程為先采用氯氣氧化，再用空氣水蒸氣將Br₂吹出．與傳統(tǒng)工藝相比，萃取法的優(yōu)點是沒有采用有毒氣體Cl₂，更環(huán)保．
（4）我國廢水三級排放標準規(guī)定：廢水中苯酚的含量不得超過1.00mg/L．實驗室可用一定濃度的溴水測定某廢水中苯酚的含量，其原理如下：+3Br₂→+3HBr
①請完成相應的實驗步驟：
步驟1：準確量取25.00mL待測廢水于250mL錐形瓶中．
步驟2：將4.5mL 0.02mol/L溴水迅速加入到錐形瓶中，塞緊瓶塞，振蕩．
步驟3：打開瓶塞，向錐形瓶中加入過量的0.1mol/L KI溶液，振蕩．
步驟4：滴入2～3滴淀粉溶液，再用0.01mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，消耗 Na₂S₂O₃溶液15mL．（反應原理：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）
步驟5：將實驗步驟1～4重復2次．
②該廢水中苯酚的含量為18.8mg/L．
③步驟3若持續(xù)時間較長，則測得的廢水中苯酚的含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．

Answer 1

分析 富馬酸廢液中含有Br^-，電解生成溴單質，加入四氯化碳萃取后分液，再加入氫氧化鈉反萃取得到含溴離子和次溴酸根離子的溶液，加入硫酸酸化發(fā)生氧化還原反應生成溴單質．
（1）操作X為萃取分液，需要燒杯、分液漏斗等儀器；反萃取時加入20%的NaOH溶液反應生成溴化鈉、次溴酸鈉和水；
（2）溴單質易揮發(fā)，濃硫酸溶解放熱；
（3）無有毒氣體氯氣參加反應，生產過程環(huán)保；
（4）①硫代硫酸鈉溶液滴定碘單質，加入淀粉溶液做指示劑；
②依據化學方程式定量關系計算；
③步驟3持續(xù)的時間長導致的是KI被氧化．

解答 解：富馬酸廢液中含有Br^-，電解生成溴單質，加入四氯化碳萃取后分液，再加入氫氧化鈉反萃取得到含溴離子和次溴酸根離子的溶液，加入硫酸酸化發(fā)生氧化還原反應生成溴單質．
（1）操作X為萃取分液，需要燒杯、分液漏斗等儀器；反萃取時加入20%的NaOH溶液反應生成溴化鈉、次溴酸鈉和水，反應的離子方程式為：Br₂+2OH^-=Br^-+BrO^-+H₂O；
故答案為：分液漏斗，Br₂+2OH^-=Br^-+BrO^-+H₂O；
（2）溴單質易揮發(fā)，濃硫酸溶解放熱分析，反萃取所得水相酸化時，需緩慢加入濃硫酸，并采用冰水浴冷卻的原因是減少溴單質的揮發(fā)；
故答案為：減少Br₂的揮發(fā)；
（3）無有毒氣體氯氣參加反應，生產過程環(huán)保；
故答案為：沒有采用有毒氣體Cl₂，更環(huán)保；
（4）①硫代硫酸鈉溶液滴定碘單質，加入淀粉溶液做指示劑；滴入2～3滴淀粉溶液，再用0.01mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點；
故答案為；滴入2～3滴淀粉溶液；
②依據化學方程式定量關系計算，將4.5mL 0.02mol/L溴水迅速加入到錐形瓶中，n（Br₂）=0.0045L×0.02mol/L=0.00009mol，其中和碘化鉀反應的溴單質物質的量
2KI～Br₂～I₂～2Na₂S₂O₃
         1             2
        n        0.01mol/L×0.015L
n=0.000075mol
與苯酚反應的溴單質=0.00009mol-0.000075mol=0.000015mol
則苯酚物質的量=$\frac{1}{3}$×0.000015mol=0.000005mol
該廢水中苯酚的含量為$\frac{1000mL}{25mL}$×0.000005mol×94g/mol=0.0188g/L=18.8mg/L；
③步驟3持續(xù)的時間長導致的是KI被氧化，測定苯酚量減少，測定結果偏低；
故答案為：偏低．

點評 本題考查物質分離提純以及廢水中物質含量的測定實驗，注意物質性質的分析判斷、滴定實驗的過程分析應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．