Question

氢溴酸在工业和医药领域中有着广泛的用途，如图1是某兴趣小组模拟工厂制备氢溴酸粗品并精制的流程如下：

（1）混合①使用冰水的目的是

 

；
（2）操作Ⅱ和Ⅲ的名称是

 

，

 

；
（3）混合②中发生反应的离子方程式为

 

；
（4）工业上用氢溴酸和大理石制得溴化钙中含有少量Al³⁺、Fe³⁺杂质，加入适量的试剂

 

填化学式）后控制溶液的PH约为8.0即可除去杂质，控制溶液的PH约为8.0的目的是

 

；
（5）t℃时，将HBr通入AgNO₃溶液中生成的AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图2所示，又知t℃时AgCl的Ksp=4×l0^-10，下列说法不正确的是

 

A．向含有Cl^- 和Br^-的混合液中滴加硝酸银溶液，一定先产生AgBr的沉淀
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在t℃时，AgCl（s）+Br^-（aq）?AgBr（s）+Cl^-（aq）平衡常数Κ≈816．

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：流程图分析判断，二氧化硫和溴单质是溶液中反应生成硫酸和溴化氢溶液，在冰水中防止溴单质挥发，通过蒸馏分离出硫酸得到粗氢溴酸，加入亚硫酸钠反应生成硫酸和氢溴酸，加入氢氧化钡溶液沉淀硫酸根离子得到无色溶液，通过蒸馏得到精制的氢溴酸；
（1）Br₂氧化SO₂放出很多热量，溴易挥发．
（2）由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏．
（3）混合②中发生反应是亚硫酸钠和溴单质发生氧化还原反应，生成硫酸钠和氢溴酸；
（4）铝在、铁离子水解显酸性，通过调节溶液PH可以使铝离子和铁离子完全沉淀除去，但不能引入新的杂质；
（5）A．根据图中c点的c（Ag⁺）和c（Br^-）可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10^-13，AgCl的Ksp=4×l0^-10，但沉淀形成取决于溶度积常数；
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c（Br^-）增大，溶解平衡逆向移动，c（Ag⁺）减小；
C．在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液；
D．K=

c(Cl-)

c(Br-)

=

Ksp(AgCl)

Ksp(AgBr)

．

解答： 解：（1）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，
故答案为：降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全；
（2）由工艺流程可知，操作Ⅱ分离固体与液体，应是过滤；操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离，应是蒸馏．蒸馏一般适用与互溶的液体的分离，
故答案为：过滤；蒸馏；
（3）混合②中发生反应是亚硫酸钠和溴单质发生氧化还原反应，生成硫酸钠和氢溴酸，反应的离子方程式为：Br₂+SO₃^2-+H₂O=2Br^-+SO₄^2-+2H⁺；
故答案为：Br₂+SO₃^2-+H₂O=2Br^-+SO₄^2-+2H⁺；
（4）用氢溴酸和大理石制得溴化钙中含有少量Al³⁺、Fe³⁺杂质，加入适量的试剂，CaO或Ca（OH）₂或CaCO₃，和水解生成的酸反应促进铝离子、铁离子水解生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铁沉淀，除去铁离子，铝离子，同时避免氢氧化铝溶解，且不引入新的杂质，
故答案为：CaO或Ca（OH）₂或CaCO₃，确保Fe³⁺和Al³⁺沉淀完全和防止氢氧化铝溶解；
（5）A．根据图中c点的c（Ag⁺）和c（Br^-）可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10^-13，AgCl的Ksp=4×l0^-10，当氯离子浓度和银离子浓度乘积达到溶度积可以先析出，故A错误；
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c（Br^-）增大，溶解平衡逆向移动，c（Ag⁺）减小，故B错误；
C．在a点时Qc＜Ksp，故a点为AgBr的不饱和溶液，故C正确；
D．K=

c(Cl-)

c(Br-)

=

Ksp(AgCl)

Ksp(AgBr)

=

4×10-10

4.9×10-13

≈816，故D正确；
故选AB；

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．