题目内容

柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br、SO42、Cl等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:

请根据以上流程,回答相关问题:

(1)操作②的所需的主要仪器是     

(2)参照下图溶解度曲线,得到的固体A的主要成分是         (填化学式)。

(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:

【有关资料】

化学式

BaCO3

BaSO4

Ca(OH)2

MgCO3

Mg(OH)2

Ksp

8.1×109

1.08×1010

1.0×104

3.5×105

1.6×1011

 

【设计除杂过程】

a、已知试剂B是K2CO3溶液,则溶液A的主要成分是               (填化学式)。

【获取纯净氯化钾】

b、对溶液B加热并不断滴加l mol· L1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C。该操作的目的是                             。将溶液C倒入蒸发皿中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到出现较多晶体时,停止加热。

【问题讨论】

c、进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为            

 

【答案】

(1)分液漏斗       (2)MgSO4

(3)a、Ba(OH)2     b、除去未反应的OH和CO32   c、1.6×107mol/L     

【解析】

试题分析:(1)加入氧化剂将Br变为Br2,加入的CCl4作萃取剂,将溶液中的Br2提取出来,则操作①②分别是萃取、分液,所用主要仪器是分液漏斗、烧杯;(2)操作③④分别是蒸馏或分馏、趁热过滤,根据溶解度曲线,只有MgSO4的溶解度随温度升高而逐渐减小,因此固体A是MgSO4,而MgCl2、KCl固体都需要蒸发浓缩、冷却结晶才能得到;(3)溶液A的目的是除去溶液中Mg2+、SO42,根据Ksp越小的物质越先沉淀完全,因此应选含OH和Ba2+的物质,即需要加入过量的Ba(OH)2溶液;加入过量K2CO3溶液的目的是除去Ba2+,而过量的OH和CO32则需要适量盐酸除去;pH=12,则c(H+)=10—12mol/L,c(OH)=Kw/c(H+)=10—2mol/L;悬浊液中存在如下平衡:Mg(OH)2(s) Mg2++2OH,则Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH),代入有关数据计算可得:c(Mg2+)= mol/L= 1.6×10—7mol/L。

考点:考查物质制备型工艺流程题,涉及混合物分离提纯的操作方法、仪器、除杂试剂的选择及目的解释、溶度积的应用和计算等考点。

 

练习册系列答案
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柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源.液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:

请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①的名称是:
萃取
萃取

操作④需要的玻璃仪器有:
玻璃棒、漏斗、烧杯
玻璃棒、漏斗、烧杯

(2)
KCl
KCl

(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后
无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
(有关资料)

化学式 BaCO3 BaSO4 Ca SO4 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 8.1×10一9 1.08×10一10 1.9×10一4 3.5×10一5 1.6×10一11
(设计除杂过程)

(i)若在操作⑤结束后发现溶液B略有浑浊,应采取的措施是
更换滤纸、重新过滤
更换滤纸、重新过滤

(ii)写出混合液a加入到无色溶液中发生的离子反应方程式:
Ba2++SO42-═BaSO4↓、2OH-+Mg2+═Mg(OH)2 ↓;
Ba2++SO42-═BaSO4↓、2OH-+Mg2+═Mg(OH)2 ↓;
  试剂b的化学式是
K2CO3
K2CO3

(检验除杂效果)
(ⅲ)为检验Mg2+、SO42-是否除尽,通常分别取悬浊液A上层清液于两试管中.进行如下实验:
步骤一:检验Mg2+是否除尽.向其中一支试管中最好加入某溶液X,如果没有沉淀生成,表明Mg2+已除尽.
步骤二:检验SO42-是否除尽.向另一支试管中加入某溶液Y,如果没有沉淀生成,则SO42-已除尽.则溶液X、Y分别是
B
B

A、K2CO3、BaCl2        B、KOH、BaCl2        C、Ba(OH)2、CaCl2
(获取纯净氯化钾)
(ⅳ)对溶液B加热并不断滴加l mol?L一1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C.
(ⅴ)将溶液C倒入
蒸发皿
蒸发皿
  (填仪器名称)中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到
出现较多晶体,剩余较少水时
出现较多晶体,剩余较少水时
,停止加热.
(问题讨论)
(ⅵ)进行操作⑤前,需先加热,使沉淀颗粒增大,便于过滤;该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度
1.6×10-7mol/L
1.6×10-7mol/L
柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源.液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:

请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①的名称是:
萃取
萃取
;操作④需要的玻璃仪器有:
玻璃棒、漏斗、烧杯
玻璃棒、漏斗、烧杯

(2)参照右图溶解度曲线,固体B的主要成分
KCl
KCl

(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
(有关资料)
化学式 BaCO3 BaSO4 Ca(OH)2 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 8.1×10一9 1.08×10一10 1.0×10一4 3.5×10一5 1.6×10一11
(设计除杂过程)

(i)若在操作⑤结束后发现溶液B略有浑浊,应采取的措施是
更换滤纸,重新过滤
更换滤纸,重新过滤

(ii)混合液A的主要成分是
BaCl2和KOH
BaCl2和KOH
 试剂B的化学式是
K2CO3
K2CO3
 (填化学式).
(检验除杂效果)
(ⅲ)为检验Mg2+、SO42-是否除尽,通常分别取悬浊液A上层清液于两试管中.进行如下实验:
步骤一:检验Mg2+是否除尽.向其中一支试管中加入某溶液,如果没有沉淀生成,则表明Mg2+已除尽.效果最好的是
B
B
(填字母).
A.K2 CO3          B.KOH             C.CaCl2
步骤二:检验SO42-是否除尽.向另一支试管中加入BaCl2溶液,如果无有沉淀生成,则SO42-已除尽.
(获取纯净氯化钾)
(ⅳ)对溶液B加热并不断滴加l mol?L一1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C.
(ⅴ)将溶液C倒入
蒸发皿
蒸发皿
  (填仪器名称)中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到
出现较多晶体,剩余较少水时
出现较多晶体,剩余较少水时
,停止加热.
(问题讨论)
(ⅵ)进行操作⑤前,需先加热,使沉淀颗粒增大,便于过滤;该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度
1.6×10一7mol/L
1.6×10一7mol/L
(2009?梅州模拟)柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源.液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程图1:

请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①的名称:
萃取
萃取
;操作②名称是:
分液
分液

操作③的名称是:
蒸馏
蒸馏

操作④需要的玻璃仪器有:
玻璃棒、漏斗、烧杯
玻璃棒、漏斗、烧杯

(2)参照图2溶解度曲线,欲得到较纯的氯化钾晶体需用少量的
冷水
冷水
(选填:“热水”,“冷水”)洗涤固体
B
B
(选填“A”或“B”).
(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
【有关资料】
化学式 BaCO3 BaSO4 Ca(OH)2 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 8.1×10一9 1.08×10一10 1.0×10一4 3.5×10一5 1.6×10一11
【设计除杂过程】

(i)若在图3的操作⑤结束后发现溶液B略有浑浊,应采取的措施是
更换滤纸,重新过滤
更换滤纸,重新过滤

(ii)混合液A的主要成分是
BaCl2和KOH
BaCl2和KOH
.(填化学式)
【检验除杂效果】
(ⅲ)为检验Mg2+、SO42-是否除尽,通常分别取悬浊液A上层清液于两试管中.进行如下实验:
步骤一:检验Mg2+是否除尽.向其中一支试管中加入
KOH
KOH
溶液(填化学式),如果没有沉淀生成,则Mg2+已除尽.
步骤二:检验SO42-是否除尽.向另一支试管中加入某溶液,如果无有沉淀生成,则SO42-已除尽,效果最好的是
B
B
(填字母).
A.Na2 CO3 B.BaCl2 C.CaCl2
【获取纯净氯化钾】
(ⅳ)对溶液B加热并不断滴加l mol?L一1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C.该操作的目的是
加盐酸调节至pH=5目的是除去未反应的OH-和CO32-
加盐酸调节至pH=5目的是除去未反应的OH-和CO32-

(ⅴ)将溶液C倒入
蒸发皿
蒸发皿
(填仪器名称)中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到
出现较多晶体,剩余较少水时
出现较多晶体,剩余较少水时
时(填现象),停止加热.
【问题讨论】
(ⅵ)进行操作⑤前,需先加热,其目的是
使沉淀颗粒增大,便于过滤
使沉淀颗粒增大,便于过滤
,该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶解B中Mg2+物质的量浓度为
1.6×10一7mol/L
1.6×10一7mol/L

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