Question

10．溴化氢是一种有辛辣刺激气味的无色气体，易溶于水、乙醇，在医药上还可以用来合成镇咳类非处方药物（如分子式为C₁₈H₂₅NO•HBr的氢溴酸右美沙芬等）．氢溴酸是溴化氢的水溶液．某研究单位模拟工业制备氢溴酸的流程如下：

请回答以下问题：
（1）混合①中反应的离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
（2）操作Ⅱ的名称是过滤．
（3）混合①中使用冰水的目的是降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全；
混合②中加入适量Na₂SO₃的目的是除去粗品中未反应完的溴．
（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，于是研究人员甲和乙分别设计了简单实验加以探究：
①甲推测工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe³⁺，用于证明该推测所用的试剂为KSCN溶液；
②乙推测工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Br₂，用于证明该推测所用的试剂为CCl₄．
（5）完成操作Ⅱ之前向混合液中加入了少量Ba（OH）₂，能否用BaCl₂或Ba（NO₃）₂代替Ba（OH）₂？否（填“能”或“否”），原因是会引入HCl或HNO₃杂质，而使制备的氢溴酸不存（若前一空填“能”，此处不作答）．

Answer 1

分析 制备溴化氢的流程中，二氧化硫与溴水反应生成氢硫酸和硫酸，采用冰水是为了降低体系温度，防止溴蒸发，根据不同温度溶解性的不同，分离含有挥发出来的溴和氢溴酸的混合物，在用亚硫酸钠溶液除去氢溴酸中的杂质溴单质，但此过程引入杂质离子硫酸根，故用氢氧化钡除去，最终制备较纯净的氢溴酸，据此分析回答，
（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；
（3）Br₂氧化SO₂放出很多热量，溴易挥发；粗品中可能含有为反应的Br₂，应除去Br₂；
（4）①用KSCN溶液检验Fe³⁺，滴加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，可以用CCl₄萃取方法检验；
（5）用Ba（OH）₂会引入HCl或HNO₃杂质，而使制备的氢溴酸不存．

解答 解：制备溴化氢的流程中，二氧化硫与溴水反应生成氢硫酸和硫酸，采用冰水是为了降低体系温度，防止溴蒸发，根据不同温度溶解性的不同，分离含有挥发出来的溴和氢溴酸的混合物，在用亚硫酸钠溶液除去氢溴酸中的杂质溴单质，但此过程引入杂质离子硫酸根，故用氢氧化钡除去，最终制备较纯净的氢溴酸，
（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，离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（2）由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤，
故答案为：过滤；
（3）Br₂氧化SO₂放出很多热量，溴易挥发，使用冰水，降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全，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：降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全；除去粗品中未反应完的溴；
（4）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；
②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：Br₂；CCl₄；
（5）用BaCl₂或Ba（NO₃）₂会引入HCl或HNO₃杂质，而使制备的氢溴酸不存，故不能用BaCl₂或Ba（NO₃）₂代替Ba（OH）₂，
故答案为：否；会引入HCl或HNO₃杂质，而使制备的氢溴酸不存否 会引入HCl或HNO₃杂质，而使制备的氢溴酸不存．

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．