Question

4．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的流程．

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=H₂SO₄+2HBr．
（2）混合①中使用冰水的目的是降低体系温度，防止Br₂和HBr挥发，使反应进行完全．
（3）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是过滤、蒸馏．
（4）混合液②中加入Na₂SO₃的目的是除去粗产品中未反应完的溴．
（5）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）常带有淡淡的黄色．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有Fe³⁺，则用于证明该假设所用的试剂为KSCN溶液，若假设成立可观察的现象为溶液变成血红色．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为CCl₄．

Answer 1

分析 Br₂具有强氧化性，在溶液中将SO₂氧化为H₂SO₄，反应室1中发生反应：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，Br₂氧化SO₂放出很多热量，液溴、氢溴酸易挥发，反应室①使用冰水降低温度，防止Br₂和HBr挥发，操作I是将互溶的硫酸、氢溴酸分离，而氢溴酸易挥发，应采取蒸馏进行分离．粗品中可能含有挥发出的Br₂，加入Na₂SO₃，除去粗品中未反应完的溴，再加入氢氧化钡溶液，使反应生成SO₄^2- 转化硫酸钡沉淀，再进行过滤分离，无色溶液中含有HBr及NaBr，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，液溴、氢溴酸易挥发；
（3）操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤，操作Ⅲ是将互溶的硫酸、氢溴酸分离，而氢溴酸易挥发；
（4）粗品中可能含有挥发出的Br₂，加入Na₂SO₃，还原除去粗品中的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：Br₂具有强氧化性，在溶液中将SO₂氧化为H₂SO₄，反应室1中发生反应：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，Br₂氧化SO₂放出很多热量，液溴、氢溴酸易挥发，反应室①使用冰水降低温度，防止Br₂和HBr挥发，操作I是将互溶的硫酸、氢溴酸分离，而氢溴酸易挥发，应采取蒸馏进行分离．粗品中可能含有挥发出的Br₂，加入Na₂SO₃，除去粗品中未反应完的溴，再加入氢氧化钡溶液，使反应生成SO₄^2- 转化硫酸钡沉淀，再进行过滤分离，无色溶液中含有HBr及NaBr，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，反应室1中发生反应：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，
故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr；
（2）Br₂氧化SO₂放出很多热量，液溴、氢溴酸易挥发，反应室①使用冰水降低温度，防止Br₂和HBr挥发，
故答案为：降低体系温度，防止Br₂和HBr挥发，使反应进行完全；
（3）操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤，操作Ⅲ是将互溶的硫酸、氢溴酸分离，而氢溴酸易挥发，应采取蒸馏进行分离，
故答案为：过滤；蒸馏；
（4）粗品中可能含有挥发出的Br₂，加入Na₂SO₃，还原除去粗品中的Br₂，
故答案为：除去粗产品中未反应完的溴；
（5）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：用胶头滴管取制得的氢溴酸于试管中，滴加CCl₄、振荡、静止分层，下层呈橙红色，说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br₂，用于证明该假设所用的试剂为CCl₄，
故答案为：KSCN溶液，溶液变成血红色，含有Br₂，CCl₄；

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．