Question

氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途．下图是模拟工业制备氢溴酸粗品及精制的流程：

已知：Br₂是易挥发、深红棕色的液体；氢溴酸是易挥发、无色液体．
根据上述流程回答下列问题：
（1）反应室①中发生反应的化学方程式为

 

．
（2）反应室①使用冰水的目的

 

．
（3）操作I的名称

 

，操作Ⅱ用到的玻璃仪器有

 

．
（4）反应室②中加入Na₂SO₃的目的是

 

．
（5）工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色．于是甲乙两同学设计了实验加以探究：
①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为

 

，若假设成立可观察到的现象为

 

．
②乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为

 

，其用于证明该假设成立的方法为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：流程分析：反应室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），反应室②中加入Na₂SO₃还原粗品中的Br₂，但会反应生成SO₄^2- 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）Br₂氧化SO₂放出很多热量，Br₂和HBr挥发；
（3）由工艺流程可知，操作Ⅰ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；
（4）粗品中可能含有为反应的Br₂，应除去Br₂；
（5）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：流程分析：反应室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），反应室②中加入Na₂SO₃还原粗品中的Br₂，但会反应生成SO₄^2- 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）Br₂氧化SO₂放出很多热量，Br₂和HBr易挥发，使用冰水，降低体系温度，防止Br₂和HBr挥发，使反应完全，故答案为：Br₂和HBr挥发；
（3）由工艺流程可知，操作Ⅰ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；故答案为：蒸馏，漏斗、玻璃棒、烧杯；
（4）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；
（5）①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⁺．故答案为：KSCN溶液；溶液变成血红色；
②由工艺流程可知，溶液中可能含有Br₂，证明该假设成立的方法：用玻璃棒蘸取制得的氢溴酸，点在湿润淀粉KI试纸上变蓝（或用胶头滴管取制得的氢溴酸于试管中，滴加CCl₄、振荡、静止，下层呈橙红色），证明因含Br₂而显黄色；故答案为：含有Br₂；用玻璃棒蘸取制得的氢溴酸，点在湿润淀粉KI试纸上变蓝（或用胶头滴管取制得的氢溴酸于试管中，滴加CCl₄、振荡、静止，下层呈橙红色），证明因含Br₂而显黄色．

点评：本题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．