Question

4．氫溴酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途．如圖是模擬工業(yè)制備氫溴酸粗品并精制的流程．

根據(jù)上述流程回答下列問題：
（1）混合①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr．
（2）混合①中使用冰水的目的是降低體系溫度，防止Br₂和HBr揮發(fā)，使反應(yīng)進(jìn)行完全．
（3）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名稱分別是過濾、蒸餾．
（4）混合液②中加入Na₂SO₃的目的是除去粗產(chǎn)品中未反應(yīng)完的溴．
（5）純凈的氫溴酸應(yīng)為無色液體，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中制得的氫溴酸（工業(yè)氫溴酸）常帶有淡淡的黃色．于是甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了簡單實(shí)驗(yàn)加以探究：甲同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)楹�有Fe³⁺，則用于證明該假設(shè)所用的試劑為KSCN溶液，若假設(shè)成立可觀察的現(xiàn)象為溶液變成血紅色．乙同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)楹�有Br₂，其用于證明該假設(shè)所用的試劑為CCl₄．

Answer 1

分析 Br₂具有強(qiáng)氧化性，在溶液中將SO₂氧化為H₂SO₄，反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng)：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，Br₂氧化SO₂放出很多熱量，液溴、氫溴酸易揮發(fā)，反應(yīng)室①使用冰水降低溫度，防止Br₂和HBr揮發(fā)，操作I是將互溶的硫酸、氫溴酸分離，而氫溴酸易揮發(fā)，應(yīng)采取蒸餾進(jìn)行分離．粗品中可能含有揮發(fā)出的Br₂，加入Na₂SO₃，除去粗品中未反應(yīng)完的溴，再加入氫氧化鋇溶液，使反應(yīng)生成SO₄^2- 轉(zhuǎn)化硫酸鋇沉淀，再進(jìn)行過濾分離，無色溶液中含有HBr及NaBr，再蒸餾得到精致的氫溴酸．
（1）Br₂具有強(qiáng)氧化性，在溶液中將SO₂氧化為H₂SO₄，自身被還原為HBr；
（2）Br₂氧化SO₂放出很多熱量，液溴、氫溴酸易揮發(fā)；
（3）操作Ⅱ分離固體與液體，應(yīng)是過濾，操作Ⅲ是將互溶的硫酸、氫溴酸分離，而氫溴酸易揮發(fā)；
（4）粗品中可能含有揮發(fā)出的Br₂，加入Na₂SO₃，還原除去粗品中的Br₂ ；
（5）用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe³⁺，滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色；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(yàn)．

解答 解：Br₂具有強(qiáng)氧化性，在溶液中將SO₂氧化為H₂SO₄，反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng)：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，Br₂氧化SO₂放出很多熱量，液溴、氫溴酸易揮發(fā)，反應(yīng)室①使用冰水降低溫度，防止Br₂和HBr揮發(fā)，操作I是將互溶的硫酸、氫溴酸分離，而氫溴酸易揮發(fā)，應(yīng)采取蒸餾進(jìn)行分離．粗品中可能含有揮發(fā)出的Br₂，加入Na₂SO₃，除去粗品中未反應(yīng)完的溴，再加入氫氧化鋇溶液，使反應(yīng)生成SO₄^2- 轉(zhuǎn)化硫酸鋇沉淀，再進(jìn)行過濾分離，無色溶液中含有HBr及NaBr，再蒸餾得到精致的氫溴酸．
（1）Br₂具有強(qiáng)氧化性，在溶液中將SO₂氧化為H₂SO₄，自身被還原為HBr，反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng)：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；
（2）Br₂氧化SO₂放出很多熱量，液溴、氫溴酸易揮發(fā)，反應(yīng)室①使用冰水降低溫度，防止Br₂和HBr揮發(fā)，
故答案為：降低體系溫度，防止Br₂和HBr揮發(fā)，使反應(yīng)進(jìn)行完全；
（3）操作Ⅱ分離固體與液體，應(yīng)是過濾，操作Ⅲ是將互溶的硫酸、氫溴酸分離，而氫溴酸易揮發(fā)，應(yīng)采取蒸餾進(jìn)行分離，
故答案為：過濾；蒸餾；
（4）粗品中可能含有揮發(fā)出的Br₂，加入Na₂SO₃，還原除去粗品中的Br₂，
故答案為：除去粗產(chǎn)品中未反應(yīng)完的溴；
（5）用KSCN溶液檢驗(yàn)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?yàn)楹現(xiàn)e³⁺，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(yàn)：用膠頭滴管取制得的氫溴酸于試管中，滴加CCl₄、振蕩、靜止分層，下層呈橙紅色，說明氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)楹珺r₂，用于證明該假設(shè)所用的試劑為CCl₄，
故答案為：KSCN溶液，溶液變成血紅色，含有Br₂，CCl₄；

點(diǎn)評(píng) 本題以制備氫溴酸為載體，考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純等基本操作、離子檢驗(yàn)、物質(zhì)性質(zhì)等，難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力．