题目内容
【题目】某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含Ca2+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴,他们设计了如下流程:
回答以下问题:
(1)操作Ⅱ的名称:_____;要从橙色液体中分离出溴,所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管(接引管)、锥形瓶外,还需要_____。
(2)已知试剂X是BaCl2溶液,Y是KOH溶液,则试剂Z的化学式为_____;检验SO42-已除尽的方法是_____。
(3)操作Ⅲ的具体操作步骤:将溶液D倒入_____中并置于三脚架上加热,同时用玻璃棒不断搅拌,直到_____时,停止加热。
(4)某同学用如图所示的实验装置制取氧化剂并将其通入盐湖苦卤中。
装置b在实验中的作用是_____.若把上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置,装置c可任意改进,则根据下列提供的药品,用这套装置还可以制取的气体是_____。
①制NH3:浓氨水和碱石灰 ②制SO2:Cu片和浓硫酸
③制NO:Cu片和稀硝酸 ④制O2:MnO2和双氧水
若用上述装置中的a、b制取并收集NO,应将装置b如何改进:_____。
【答案】过滤 蒸馏烧瓶 K2CO3 取无色溶液D,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀,则SO42-已除尽 蒸发皿 有大量晶体析出 防止倒吸 ① 将b中装满水
【解析】
用盐湖苦卤的浓缩液制取液溴,要把Br-氧化为溴单质,然后用CCl4萃取,得到溴的CCl4溶液,分离CCl4和液溴,可以采用蒸馏的方法。要得到较纯净的氯化钾晶体,需除去杂质离子Ca2+、Mg2+、SO42-,Ca2+可以加K2CO3溶液使之形成CaCO3沉淀而除去,Mg2+可以加入KOH溶液使之形成Mg(OH)2沉淀而除去,SO42-可以通过加入BaCl2溶液使之形成BaSO4沉淀而除去。为了除净杂质离子,所加试剂需稍过量。所以BaCl2溶液应该在K2CO3之前加入,这样过量的Ba2+可以用后加入的CO32-除去,而过量的CO32-可以用最后加的盐酸除去。
(1)操作Ⅱ是加入足量的BaCl2溶液、K2CO3溶液、KOH溶液后得到沉淀,把沉淀和溶液分离,用过滤的方法;橙色液体是溴和CCl4的混合物,要从中分离出溴,可以用蒸馏的方法,蒸馏所需的主要玻璃仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。故答案为:过滤,蒸馏烧瓶。
(2)若试剂X是BaCl2溶液,Y是KOH溶液,则试剂Z是K2CO3溶液,能和Ca2+、Ba2+生成白色沉淀从而除去Ca2+、Ba2+。SO42-能和Ba2+生成白色沉淀,故检验SO42-已除尽的方法是取无色溶液D,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀,则SO42-已除尽。故答案为:K2CO3;取无色溶液D,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀,则SO42-已除尽。
(3)操作Ⅲ是蒸发氯化钾溶液得到氯化钾晶体,在蒸发皿中蒸发氯化钾溶液,同时用玻璃棒不断搅拌,直到出现大量晶体时就停止加热,利用余热将剩余的水分蒸干。故答案为:蒸发皿,有大量晶体析出。
(4)用如图所示的实验装置制取氧化剂氯气。b的进气管短而出气管长,可以起到防止倒吸的作用。若把上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置,b适用于收集密度比空气小且不和空气中的成分反应的气体,SO2和O2的密度比空气大,NO可以和空气中的氧气反应,故都不能用b装置收集,只有氨气符合要求。如果用上述装置中的a、b制取并收集NO,由于NO不溶于水,可以在b中装满水,排水法收集NO。故答案为:①,将b中装满水。