Question

10．氫溴酸是無色、易揮發(fā)的液體，在化工領(lǐng)域用途廣泛．實驗室模擬一種工業(yè)制備氫溴酸的主要流程如下：

完成下列填空：
（1）寫出反應(yīng)①的離子方程式SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺．該反應(yīng)需要在冰水浴中進行，可能的原因是防止Br₂和HBr揮發(fā)．
（2）操作I用到的玻璃儀器有蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、接液管和錐形瓶．
（3）反應(yīng)②中Na₂SO₃的目的是除去粗品中未反應(yīng)完的溴．
（4）反應(yīng)③中的Ba（OH）₂溶液能否用BaCl₂或者Ba（NO₃）₂溶液代替？說明理由不能，鹽酸、硝酸易揮發(fā)，硝酸易分解，影響純度．
（5）工業(yè)氫溴酸往往呈淡黃色．
①工業(yè)氫溴酸呈黃色可能是因為像工業(yè)鹽酸一樣含F(xiàn)e³⁺，如何證明含F(xiàn)e³⁺？取樣，滴加KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，則證明含F(xiàn)e³⁺．
②工業(yè)氫溴酸呈黃色還可能是因為含Br₂，如何證明？取樣，加入CCl4少許，充分震蕩，若油層呈橙色（橙紅色）證明含Br₂．

Answer 1

分析 流程分析：反應(yīng)室①中發(fā)生反應(yīng) SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，經(jīng)操作Ⅰ蒸餾得硫酸和氫溴酸的粗品（含溴），反應(yīng)室②中加入Na₂SO₃還原粗品中的Br₂，但會反應(yīng)生成SO₄^2- 加入氫氧化鋇后過濾得硫酸鋇沉淀和無色溶液，再蒸餾得到純品氫溴酸，
（1）Br₂具有強氧化性，在溶液中將SO₂氧化為H₂SO₄，自身被還原為HBr；Br₂氧化SO₂放出很多熱量，Br₂和HBr揮發(fā)；
（2）由工藝流程可知，操作Ⅰ為互溶的溶液組分的分離，應(yīng)是蒸餾，根據(jù)蒸餾操作的方法判斷使用的儀器；
（3）粗品中可能含有為反應(yīng)的Br₂，應(yīng)除去Br₂；
（4）根據(jù)鹽酸易揮發(fā)、硝酸易分解進行分析；
（5）①用KSCN溶液檢驗Fe³⁺，滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色；
②由工藝流程可知，溶液中可能含有Br₂，可以用CCl₄萃取方法檢驗；

解答 解：流程分析：反應(yīng)室①中發(fā)生反應(yīng) SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，經(jīng)操作Ⅰ蒸餾得硫酸和氫溴酸的粗品（含溴），反應(yīng)室②中加入Na₂SO₃還原粗品中的Br₂，但會反應(yīng)生成SO₄^2- 加入氫氧化鋇后過濾得硫酸鋇沉淀和無色溶液，再蒸餾得到純品氫溴酸，
（1）Br₂具有強氧化性，在溶液中將SO₂氧化為H₂SO₄，自身被還原為HBr，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；Br₂氧化SO₂放出很多熱量，Br₂和HBr易揮發(fā)，使用冰水，降低體系溫度，防止Br₂和HBr揮發(fā)，使反應(yīng)完全，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；防止Br₂和HBr揮發(fā)；
（2）由工藝流程可知，操作Ⅰ為互溶的溶液組分的分離，應(yīng)是蒸餾，蒸餾操作使用的儀器有：蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、接液管和錐形瓶，
故答案為：蒸餾，漏斗、玻璃棒、燒杯；
（3）粗品中可能含有為反應(yīng)的Br₂，加入Na₂SO₃，除去粗品中未反應(yīng)完的溴，
故答案為：除去粗品中未反應(yīng)完的溴；
（4）操作Ⅲ需要通過蒸餾獲得氫溴酸，而鹽酸、硝酸易揮發(fā)，硝酸易分解，會影響純度，所以不能用BaCl₂或者Ba（NO₃）₂溶液代替氫氧化鋇，
故答案為：不能，鹽酸、硝酸易揮發(fā)，硝酸易分解，影響純度；
（5）①用KSCN溶液檢驗Fe³⁺，取少許溶液滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色，說明氫溴酸呈淡黃色是因為含F(xiàn)e³⁺，
故答案為：取樣，滴加KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，則證明含F(xiàn)e³⁺；
②由工藝流程可知，溶液中可能含有Br₂，證明該假設(shè)成立的方法：用膠頭滴管取制得的氫溴酸于試管中，滴加CCl₄、振蕩、靜止，下層呈橙紅色，證明因含Br₂而顯黃色；
故答案為：Br₂；取樣，加入CCl4少許，充分震蕩，若油層呈橙色（橙紅色）證明含Br₂．

點評 本題考查物質(zhì)制備方案的設(shè)計與評價，題目難度中等，涉及物質(zhì)的分離提純等基本操作、離子檢驗、物質(zhì)性質(zhì)等知識，是對知識的綜合運用，需學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．