Question

6．某化学实验小组的同学为了探究SO₂和氯水的漂白性，设计如图实验装置．

（1）写出A中反应的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，浓硫酸表现出既有氧化性又有酸性性．
（2）实验室用装置E制备Cl₂，离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．该反应中的还原剂是HCl（填化学式）．
（3）①装置A和E中，常用于萃取操作的仪器是分液漏斗（填名称）
②停止通气后，再给B、D两个试管分别加热，两个试管中的现象分别为B：褪色的品红恢复红色，D：无明显现象．
（4）另一个实验小组的同学认为SO₂和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强．他们将制得的SO₂和Cl₂按1：1同时通入到品红溶液中，结果发现品红溶液未褪色，并且生成了两种常见的强酸，请你分析该现象的原因：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄（用化学方程式表示）．
（5）第三个实验小组同学查阅资料得知：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及精制的流程：

已知：Br₂ 是易挥发、深红棕色的液体，与Cl₂化学性质相似；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使用冰水的目的防止Br₂和HBr挥发．
②操作I的名称蒸馏，操作Ⅱ的名称过滤．
③反应室②中加入Na₂SO₃的目的是还原除去粗品中的Br₂．
④工业生产中制得的氢溴酸带有淡黄色．于是甲乙两同学设计了实验加以探究：
A．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KSCN溶液，若假设成立可观察到的现象为溶液变成血红色．
B．乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为溶解了少量Br₂，其用于证明该假设成立的方法为加入CCl₄进行萃取，若观察CCl₄中有橙红色液体出现，则可证明．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知，A中是铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，在该反应中浓硫酸既有氧化性又有酸性；
（2）实验室用装置E中二氧化锰与浓盐酸加热制备Cl₂，同时生成氯化锰和水，根据化合价的变化可知，该反应中氯化氢中的氯从-1价变为0价，据此答题；
（3）①根据装置图可知，装置A和E中，常用于萃取操作的仪器是分液漏斗；
②二氧化硫漂白后的物质具有不稳定性，而氯气的漂白具有不可逆性；
（4）SO₂和Cl₂按1：1通入，SO₂和Cl₂恰好反应，二者反应生成H₂SO₄和HCl；
（5）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，再蒸馏得到精制的氢溴酸，④A用KSCN溶液检验Fe³⁺，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色；B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：（1）根据装置图可知，A中是铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，反应方程式为Cu+2H₂SO₄（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，在该反应中浓硫酸既有氧化性又有酸性，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；既有氧化性又有酸性；
（2）实验室用装置E中二氧化锰与浓盐酸加热制备Cl₂，同时生成氯化锰和水，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，根据化合价的变化可知，该反应中氯化氢中的氯从-1价变为0价，所以该反应中的还原剂是HCl，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；HCl；
（3）①根据装置图可知，装置A和E中，常用于萃取操作的仪器是分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
②二氧化硫漂白后的物质具有不稳定性，加热时又能变为红色，而氯气的漂白具有不可逆性，加热也不能恢复红色，
故答案为：褪色的品红恢复红色；无明显现象；
（4）SO₂和Cl₂按1：1通入，SO₂和Cl₂恰好反应，二者反应生成H₂SO₄和HCl，发生Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，不再具有漂白性，
故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
（5）①Br₂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：防止Br₂和HBr挥发；
②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；操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤，
故答案为：蒸馏；过滤；
③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：还原除去粗品中的Br₂；
④A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；
B由工艺流程可知，溶液中可能溶解了少量Br₂，可以用CCl₄萃取方法检验：加入CCl₄进行萃取，若观察CCl₄中有橙红色液体出现，则可证明，
故答案为：溶解了少量Br₂；加入CCl₄进行萃取，若观察CCl₄中有橙红色液体出现，则可证明．

点评 本题考查氯气和二氧化碳漂白性的对比实验，题目难度中等，本题注意二者的性质的异同，特别是漂白原理的不同．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．