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

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.

答案

【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.

 

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