题目内容

8．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途．如图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程：

根据上述流程回答下列问题：
（1）混合①中发生反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4．
（2）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是过滤、蒸馏．操作Ⅲ一般适用于分离d混合物．（选填编号）
a．固体和液体     b．固体和固体     c．互不相溶的液体   d．互溶的液体
（3）混合②中加入Na2SO3的目的是SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4．
（4）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸（工业氢溴酸）带有淡淡的黄色．于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+，则用于证明该假设所用的试剂的名称为KSCN溶液．乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Br2，其用于证明该假设所用的试剂的化学式CCl4．

分析 混合①中发生反应 SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，经操作Ⅰ蒸馏得硫酸和氢溴酸的粗品（含溴），混合②中加入Na2SO3还原粗品中的Br2，但会反应生成SO42- 加入氢氧化钡后过滤得硫酸钡沉淀和无色溶液，再蒸馏得到精致的氢溴酸，
（1）Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr；
（2）由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏，蒸馏一般适用于沸点不同的互溶的液体的分离；
（3）粗品中可能含有为反应的Br2，应除去Br2；
（4）用KSCN溶液检验Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色；由工艺流程可知，溶液中可能含有Br2，可以用CCl4萃取方法检验；

解答 解：混合①中发生反应 SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，经操作Ⅰ蒸馏得硫酸和氢溴酸的粗品（含溴），混合②中加入Na2SO3还原粗品中的Br2，但会反应生成SO42- 加入氢氧化钡后过滤得硫酸钡沉淀和无色溶液，再蒸馏得到精致的氢溴酸，
（1）Br2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，自身被还原为HBr，反应方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，
故答案为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；
（2）由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏，蒸馏一般适用于沸点不同的互溶的液体的分离，
故答案为：过滤；蒸馏；d；
（3）粗品中可能含有为反应的Br2，加入Na2SO3，除去粗品中未反应完的溴，
故答案为：除去粗品中未反应完的溴；
（4）用KSCN溶液检验Fe3+，取少许溶液滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+，由工艺流程可知，溶液中可能含有Br2，可以用CCl4萃取方法检验，取少许溶液加振荡、静置分层，下层呈橙红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2．
故答案为：KSCN溶液；含有Br2；CCl4．

点评 以制备氢溴酸为载体，考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯等基本操作、离子检验、物质性质等，难度中等，是对知识的综合运用，需学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．

练习册系列答案
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10．任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成一个原电池．请根据：Fe+2FeCl3═3FeCl2 设计成一个原电池．
（1）该电池的负极材料为Fe，其电极反应为Fe-2e═Fe2+；
（2）正极材料为Cu等，其电极反应为2Fe3++2e═2Fe2+．
19．某化学课外兴趣小组学生用如图所示的装置探究苯和液溴的反应并制备溴苯．

请分析后回答下列问题
（1）关闭F夹，打开C夹，向装有少量苯的三颈烧瓶的A口加少量液溴，再加入少量铁屑，塞住A口，则三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为．
（2）D试管内出现的现象为紫色石蕊试液变红．
（3）E试管内出现的现象为溶液中有淡黄色沉淀生成．
（4）三颈烧瓶右侧导管特别长，除导气外还起的作用是冷凝回流．
（5）待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时松开F夹，关闭C夹，可以看到的现象是_与F相连的广口瓶中NaOH溶液流入三颈烧瓶．
（6）反应结束后将三颈烧瓶中的溴苯分离实验方法是分液．（铁屑已分离）
16．某兴趣小组利用如图装置制备氮化镁并探究氮化镁的某些性质．请完成横线上的相关问题：

（1）实验步骤及现象：
①连接仪器并检查气密性．然后，向各仪器中加入适量所需药品．
②通入惰性气体，排出装置内的空气．
③打开分液漏斗活塞，观察到B中浓溴水颜色变浅至褪色，C中产生无色气泡．
④点燃酒精灯，观察到E中固体变成了黄绿色．（氮化镁是黄绿色固体，遇水剧烈反应生成两种碱．）
（2）A装置中仪器a的名称为分液漏斗．
（3）写出B处反应的化学方程式3Br2+8NH3═6NH4Br+N2．
（4）D装置中的P2O5是一种非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是b．
a．NH3    b．HI    C．SO2    d．CO2
（5）E装置中发生反应的化学方程式为：N2+3Mg$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg3N2．
（6）此装置中存在着明显缺陷，你的改进措施是：在E装置后，连接装有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸汽进入E装置．
（7）某同学要探究E中固体成分．将E中的固体放入稀盐酸中，观察到固体溶解并产生气泡，写出此过程中反应的化学方程式Mg3N2+8HCl═2MgCl2+2NH4Cl、Mg+2HCl═MgCl2+H2↑．
3．工业催化剂K3[Fe（C2O4）3]•3H2O是翠绿色晶体，在421～553℃时，分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O．实验室由草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）、草酸钾（K2C2O4）、草酸（H2C2O4）和双氧水（H2O2）混合制备：
2FeC2O4•2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe（C2O4）3]•3H2O
（1）[Fe（C2O4）3]3-的名称是三草酸合铁（Ⅲ）离子（或三草酸合铁离子，或三草酸合铁酸根）．
（2）制备过程要防止草酸被H2O2氧化，写出草酸被H2O2氧化的化学方程式H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O．
（3）配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu2++4NH3?[Cu（NH3）4]2+，其稳定常数表达式为：k=$\frac{c[Cu（NH{\;}_{3}）_{4}^{2+}]}{c（C{u}^{2+}）•{c}^{4}（N{H}_{3}）}$．已知K[Fe（C2O4）3]3-=1020，K[Fe（SCN）3]=2×103，能否用KSCN溶液检验K3[Fe（C2O4）3]•3H2O中的铁元素？否（填“是”、“否”）． 若选“否”，请设计检验K3[Fe（C2O4）3]•3H2O中铁元素的方案．取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H2SO4中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无．
（4）铁元素可形成多种配合物，其中一种配合物钾盐A是有争议的食品添加剂．经组成分析A仅含K、Fe、C、N四种元素．取36.8g A加热至400℃，分解成KCN、Fe3C、C、N2，生成的氮气折合成标准状况下的体积为2.24L，Fe3C质量是C质量的3倍，Fe3C物质的量是氮气物质的量的$\frac{1}{3}$．则A的化学式为K4Fe（CN）6．
13．正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如右装置合成正丁醛．
发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/℃密度/（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.810 9微溶
正丁醛75.70.801 7微溶
实验步骤如下：
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中，在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是冷却后补加．
（2）上述装置图中，D仪器的名称是直形冷凝管．
（3）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在下（填“上”或“下”）层．
（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是c（填正确答案标号）．
A．润湿　　  B．干燥　　　  C．检漏　　D．标定．
20．新型净水剂高铁酸钾（K2FeO4）为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定．工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：
3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH═2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+2KOH═K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．
图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．

①工业生产中最佳温度为26℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为6：5．
②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，写出该反应的离子方程式：3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO．
若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
（4）上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶发提纯，操作是：将粗产品用稀KOH溶液溶解，再加入饱和KOH溶液，然后冷却结晶．（请选择合适的试剂，填试剂名称）
①H2O    ②稀KCl溶液    ③稀KOH溶液    ④饱和KOH溶液．
17．工业上消除氮氧化物的污染可用如下反应：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=akJ/mol．在温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入体积为1L的恒容密闭容器中，测得n（N2）随时间变化的数据如表．下列说法不正确的是（　　）
温度时间/min
n/mol		010204050
T1n（N2）00.200.350.400.40
T2n（N2）00.25…0.300.30
A．T1温度下，CH4的平衡转化率为50%
B．T1＜T2
C．a＜0
D．T2时反应的平衡常数大于T1时反应的平衡常数
18．如图图示对应的实验操作均正确的是（　　）
A．B．C．D．

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