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【种花家务·化学】2-1-09溴——『数理化自学丛书6677版』

2023-01-04 15:09 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第一章卤族元素 

§1-9溴

【01】溴的元素符号是Br,原子量是80;分子式是Br_2,分子量是160。

1、溴的物理性质

【02】在通常情况下,溴是一种深红色的容易挥发的液体。如果在蒸发皿里滴入几滴液态溴,迅即用一个玻璃钟罩盖住,不久就会看到红色的溴的蒸气充满在整个钟罩里。因此,液态溴一般都贮放在密封的玻璃安瓿里,并把它放在比较阴凉的地方【安瓿是一种装试剂或医药上用装针剂的小玻璃瓶,它的口是用玻璃熔封的】。

【03】溴的蒸气具有非常难闻的窒息性的恶臭,“溴”就是从它的恶臭而得名的。它有毒,能刺激鼻粘膜和呼吸道。液态溴如果溅在皮肤上,会引起难于治疗的烫伤。由于液态溴极易挥发,因此在贮盛液溴的安瓿里,溴蒸气产生的压强相当高,在锯开安瓿细颈时,有时液溴会喷射出来。为了安全起见,最好先把贮有液溴的安瓿放在冰水里浸一些时候,然后再行锯开,或者先取一个平底烧瓶,盛水半瓶,然后把贮液溴的安瓿放进水里,用玻棒在水里打破安瓿,使液溴流入水中,再用镊子取出安瓿碎片,液溴即沉在水底(图1-13)。

图1-13把液溴保存在水里

【04】液溴的沸点58.8℃,凝固点-7.3℃。

【05】溴能够溶解于水,但溶解度不大。在20℃时,溴的饱和溶液的浓度是3.4%。溴的水溶液显橙色,叫做溴水。因为溴跟水反应很慢(比氯更慢),因此,溴水可以保存相当长的时间。

【06】溴在汽油(或煤油)、苯【苯是一种有机溶剂,详见本丛书化学第四册第一章】、二硫化碳【二硫化碳(CS_2)是一种无色液体,它能够溶解许多水所不能溶解的物质,例如油脂、蜡、橡胶以及硫、磷、碘等,是一种很重要的溶剂】等溶剂里的溶解度相当大。利用这几种溶剂,可以把溴从它的水溶液里抽取出来。

【07】先在试管里注入橙黄色的溴水约1/3试管,然后加入少量汽油,摇动试管,使汽油和溴水充分接触。静置后,由于汽油和水是不相混溶的,试管里的液体很快就分成两层,上层是汽油,下层是水(图1-14(a))。由于溴在汽油里的溶解度比在水里大得多,大部分的溴都集中在上层汽油层里,显出比较深的橙红色。但在下层水层里,由于原来溶有的溴已大部分转到汽油层里去了,因此,颜色变得很淡(图1·14(6))。

图1-14用汽油从溴水里抽取出溴

2、溴的化学性质

【08】溴的化学性质和氯也很相似,它也能跟氢气、金属、某些非金属反应。但溴的活动性比氯差,因此,这些反应进行的程度,一般说来不如氯那样剧烈。例如,溴跟氢气必须在加热的条件下,才能直接化合,化合时也不发生爆炸:

H_2%2BBr_2%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%8A%A0%E7%83%AD%7D2HBr

【09】在自然界里也没有单质的溴存在,溴的化合物(溴化钠、溴化钾等)主要存在于海水(约含0.007%溴)里,数量要比氯化物少得多。

【10】溴常用来制造某些药剂、染料以及照相术上应用的溴化银等。

溴的化合物

【11】溴跟氢的化合物是溴化氢,它的分子式是HBr

【12】溴化氢是一种具有刺激性气味的无色气体,容易溶解在水里,在潮湿的空气里会产生白雾,它的水溶液也是一种酸,叫做氢溴酸。氢溴酸的性质和盐酸十分相似,是一种强酸。

【13】氢溴酸比盐酸更不稳定,容易被二氧化锰或其他氧化剂氧化,氧化后生成单质的溴:

4HBr%2BMnO_2%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%BE%AE%E7%83%AD%7DMnBr_2%2B2H_2O%2BBr_2

【山注,4HBr+MnO_2\mathop{=\!=}\limits^{微热}MnBr_2+2H_2O+Br_2】这就是实验室里制溴常用的方法。

【14】除二氧化锰外,浓的硫酸也能使氢溴酸氧化。因此,如果用溴化物跟硫酸起复分解反应来制取溴化氢,由于生成的溴化氢有部分被硫酸所氧化,所得溴化氢气体中,常混杂有少许溴的蒸气。所起反应的化学方程式是:

%5Cbegin%7Beqnarray%7D%26%26NaBr%2BH_2SO_4%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%8A%A0%E7%83%AD%7DNaHSO_4%2BHBr%E2%86%91%5C%5C%26%262HBr%2BH_2SO_4%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%8A%A0%E7%83%AD%7DBr_2%E2%86%91%2BSO_2%E2%86%91%2B2H_2O%5Cend%7Beqnarray%7D

【山注,\begin{eqnarray}&&NaBr+H_2SO_4\mathop{=\!=}\limits^{加热}NaHSO_4+HBr↑\\ &&2HBr+H_2SO_4\mathop{=\!=}\limits^{加热}Br_2↑+SO_2↑+2H_2O\end{eqnarray}】

【15】氢溴酸的盐叫做溴化物,例如溴化钾(KBr)、溴化镁(MgBr_2)等。在溴化物里,溴的化合价也都是一价。

【16】由于溴的活动性比氯弱,因此,溴的化合物不如相应的氯的化合物稳定(前面讲过,溴化氢不如氯化氢稳定,溴化氢能被浓硫酸氧化,但氯化氢则不能,即是一例)。如果在溴化物的溶液里通入氯气(或加入少许新制的氯水),氯就能把溴从溴化物里置换出来。例如,在无色的溴化钠溶液里加入少许氯水,由于溴化钠里的溴被氯置换后变成单质的溴,因而溶液迅即显现橙红色。如果这时再加入少量汽油,振荡,使生成的溴集中到少量的汽油层里,所得橙红色就更加明显。这个反应的化学方程式是:

2NaBr%2BCl_2%3D2NaCl%2BBr_2【山注,2NaBr+Cl_2=2NaCl+Br_2】

【17】如果在溴化物(例如溴化钠)的溶液里加入硝酸银溶液,立刻就有淡黄色的沉淀产生,这就是溴化银,反应的化学方程式是:

NaBr%2BAgNO_3%3D%5Cmathop%7BAgBr%E2%86%93%7D%5Climits_%7B%E6%BA%B4%E5%8C%96%E9%93%B6%7D%2BNaNO_3

【山注,NaBr+AgNO_3=\mathop{AgBr↓}\limits_{溴化银}+NaNO_3】

【18】溴化银以及前面讲过的氯化银在光的作用下,都能分解出极小颗粒的黑色的银,因此溴化银和氯化银的沉淀见光后会逐渐变黑。它们反应的化学方程式是:

%5Cbegin%7Beqnarray%7D%26%262AgCl%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%85%89%E7%85%A7%7D2Ag%2BCl_2%5C%5C%26%262AgBr%5Cmathop%7B%3D%5C!%3D%7D%5Climits%5E%7B%E5%85%89%E7%85%A7%7D2Ag%2BBr_2%5Cend%7Beqnarray%7D

【山注,\begin{eqnarray}&&2AgCl\mathop{=\!=}\limits^{光照}2Ag+Cl_2\\ &&2AgBr\mathop{=\!=}\limits^{光照}2Ag+Br_2\end{eqnarray}】

【19】这种性质叫做感光性。利用这种性质,氯化银和溴化银(特别是溴化银)可以用做照相和电影用的软片、感光纸等的感光剂。

【20】溴化钠、溴化钾以及某些其他溴的化合物在医学上广泛用作镇静剂。

习题1-9

1、用什么方法可以从溴化铜(CuBr_2)溶液中制得(1)溴;(2)铜?写出反应的化学方程式。

2、用两种不同方法从溴化钠制取溴,写出反应的化学方程式。

3、怎样证明溴化钠里含有溴?

4、用完整的化学方程式表示出下面物质的变化:

物质变化

5、为什么在锯开贮液态溴的安瓿时,最好先把它放在冰水里浸一下,或者把安瓿放在水底击破?

6、为什么用浓硫酸跟溴化钠反应时,不能得到纯净的溴化氢?

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