Question

氢溴酸、硫酸钡是用途广泛的工业产品．实验室利用SO₂、Br₂模拟工业上精制氢溴酸同时得副产品硫酸钡，有关流程如下：

（1）实验室制Br₂的反应原理为2NaBr+3H₂SO₄（浓）+MnO₂ 2NaHSO₄+MnSO₄+Br₂↑+2H₂O 则下列装置中，可用来制取Br₂的是　　（填字母，下同），可用来吸收SO₂尾气的是　　．

（2）试剂a为　　，使用冰水的目的是　　．

（3）加入Na₂SO₃的目的是除去　　，所加Na₂SO₃的量的多少是否会影响氢溴酸的产量？　　（填“影响”或“不影响”）．

（4）为得到纯净的BaSO₄晶体，洗涤沉淀的具体操作为：　　．

（5）工业上氢溴酸常显淡黄色，可能的原因是：①含有杂质Fe³⁺②含有杂质Br₂ ③含有杂质Fe³⁺、Br₂，只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因，该试剂是　　（填字母）．   

 a．KMnO₄     b．CCl₄     c．NaOH     d．KSCN．

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】冰水中通入SO₂、Br₂，发生反应Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，然后采用蒸馏的方法分离得到硫酸溶液和HBr溶液粗品，向HBr溶液中加入Na₂SO₃溶液，过量的Br₂和Na₂SO₃反应，反应方程式为Br₂+Na₂SO₃+H₂O=2HBr+Na₂SO₄，得到溶液I，I中溶质为HBr、Na₂SO₄，向溶液I中加入试剂a然后过滤得到硫酸钡晶体和NaCl、HBr，根据元素守恒知试剂a为BaCl₂溶液，

（1）根据方程式知，制取溴需要固液混合加热型装置；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，所以应该用NaOH溶液吸收尾气，要注意防止倒吸；

（2）根据元素守恒确定a试剂名称；溴易挥发，温度高时促进其挥发且溴有毒；

（3）亚硫酸钠具有还原性，能将溴还原；Na₂SO₃的量的多少影响氢溴酸的制取；

（4）洗涤沉淀的方法是：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水没过沉淀物，水面不能超过滤纸边缘，让水自然流下；

（5）氢溴酸常常显淡黄色，溶液中可能含有铁离子或溴单质，铁离子能溶于水，不易溶于有机溶剂，但溴易溶于有机溶剂．

【解答】解：冰水中通入SO₂、Br₂，发生反应Br₂+SO₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，然后采用蒸馏的方法分离得到硫酸溶液和HBr溶液粗品，向HBr溶液中加入Na₂SO₃溶液，过量的Br₂和Na₂SO₃反应，反应方程式为Br₂+Na₂SO₃+H₂O=2HBr+Na₂SO₄，得到溶液I，I中溶质为HBr、Na₂SO₄，向溶液I中加入试剂a然后过滤得到硫酸钡晶体和NaCl、HBr，根据元素守恒知试剂a为BaCl₂溶液，

（1）根据方程式知，制取溴需要固液混合加热型装置，故选b；二氧化硫属于酸性氧化物且有毒，所以应该用NaOH溶液吸收尾气，要注意防止倒吸，有缓冲装置的能防止倒吸，故选d或f，

故答案为：b；d或f；

（2）通过以上分析知a试剂为BaCl₂；溴易挥发，温度高时促进其挥发且溴有毒，所以使用冰水的目的是：降低体系温度，防止溴蒸发，使反应安全，

故答案为：BaCl₂；降低体系温度，防止溴蒸发，使反应安全；

（3）亚硫酸钠具有还原性，能将溴还原，所以加入Na₂SO₃的目的是除去溴；Na₂SO₃过量能促进溴完全反应，所以亚硫酸钠量的多少影响氢溴酸的制取，故答案为：溴；影响；

（4）洗涤沉淀的方法是：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水没过沉淀物，水面不能超过滤纸边缘，让水自然流下，重复上述操作2﹣3次，故答案为：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水没过沉淀物，水面不能超过滤纸边缘，让水自然流下，重复上述操作2﹣3次；

（5）氢溴酸常常显淡黄色，溶液中可能含有铁离子或溴单质，铁离子能溶于水，不易溶于有机溶剂，但溴易溶于有机溶剂，所以可以用四氯化碳溶液检验，如果是溴，四氯化碳溶液呈橙色，如果是铁离子，不溶于四氯化碳而分层，故选b．

【点评】本题以物质制备为载体考查混合物的分离和提纯，侧重考查分析、基本操作能力，明确反应原理及物质性质是解本题关键，知道每一步发生的反应及其实验目的，题目难度中等．