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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（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^-、SO₄^2-、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

；操作②名称是：

分液

；

操作③的名称是：

蒸馏

；
操作④需要的玻璃仪器有：

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

（选填：“热水”，“冷水”）洗涤固体

（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

，
（ii）混合液A的主要成分是

BaCl₂和KOH

．（填化学式）
【检验除杂效果】
（ⅲ）为检验Mg²⁺、SO₄^2-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

溶液（填化学式），如果没有沉淀生成，则Mg²⁺已除尽．
步骤二：检验SO₄^2-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SO₄^2-已除尽，效果最好的是

（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CO₃^2-

．
（ⅴ）将溶液C倒入

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

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

，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

．

分析：（1）实现溴和水溶液的分离可以加萃取剂来萃取分液，实现互溶液体的分离采用蒸馏的方法，根据过滤仪器来选择合适的仪器；
（2）根据氯化钾的溶解度受温度的影响情况来回答；
（3）（i）过滤完毕后，如果滤液仍浑浊要重新过滤；
（ii）在提纯时，加入氢氧化钾、氯化钡可以分别将镁离子以及硫酸根离子除去；
（ⅲ）镁离子可以和氢氧根反应生成氢氧化镁沉淀，硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡沉淀；
（ⅳ）除去杂质离子时，为保证除净，加入的试剂是过量的，最后加盐酸可以除去多余的碳酸根和氢氧根；
（ⅴ）根据蒸发结晶实验的原则：当出现较多晶体，剩余较少水时，停止加热，用余热蒸干；
（ⅵ）为保证沉淀的彻底，要将混合物加热，使沉淀颗粒增大，根据Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²来计算回答．

解答：解：该实验流程是：向富含K⁺、Mg²⁺、Br^-、SO₄^2-、Cl^-的混合物中加入氧化剂，将溴离子氧化为溴单质，再加入四氯化碳萃取剂将混合物中的溴单质提取出来，对于剩余的混合物，加入氢氧化剂和氯化钡将镁离子和硫酸根离子沉淀下来，为保证沉淀干净，所加试剂过量，最后多余的氢氧根离子和碳酸根离子在加入盐酸将之反应掉．
（1）实现溴单质和其他水溶液的分离可以加萃取剂四氯化碳萃取分液，所以操作①的名称是萃取，操作②名称是分液，实现互溶液体溴的四氯化碳溶液的分离采用蒸馏的方法，操作③的名称是蒸馏，操作④是将固体和液体分离的操作即过滤，用到的玻璃仪器有：玻璃棒、漏斗、烧杯，故答案为：萃取；分液；蒸馏；玻璃棒、漏斗、烧杯；
（2）氯化钾的溶解度随温度的升高而增大，所以可以在冷水中较纯的氯化钾晶体，故答案为：冷水，B；
（3）（i）在图3的操作⑤是过滤，实验结束后发现溶液B略有浑浊，应重新过滤，故答案为：更换滤纸，重新过滤；
（ii）在提纯时，加入氢氧化钾、氯化钡可以分别将镁离子以及硫酸根离子除去，除去杂质离子时，为保证除净，加入的试剂是过量的，所以混合液A的主要成分是BaCl₂和KOH，故答案为：BaCl₂和KOH；
（ⅲ）镁离子可以和氢氧根反应生成氢氧化镁沉淀，所以检验Mg²⁺是否除尽，可以用氢氧化钾，硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，检验硫酸根离子是否除尽，可以用氯化钡，故答案为：KOH；B；
（ⅳ）在提纯时，加入氢氧化钾、氯化钡可以分别将镁离子以及硫酸根离子除去，除去杂质离子时，为保证除净，加入的试剂是过量的，最后加盐酸可以除去多余的碳酸根和氢氧根，
故答案为：加盐酸调节至pH=5目的是除去未反应的OH^-和CO₃^2-；
（ⅴ）根据蒸发结晶实验的原则：在蒸发皿中，当出现较多晶体，剩余较少水时，停止加热，用余热蒸干，故答案为：蒸发皿；出现较多晶体，剩余较少水时；
（ⅵ）为保证沉淀的彻底，要将混合物加热，使沉淀颗粒增大，根据Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²，则溶解B中Mg²⁺物质的量浓度c=

Ksp

[OH]2

1.6×10-11

(10-2)2

=1.6×10^一7mol/L，故答案为：使沉淀颗粒增大，便于过滤；1.6×10^-7mol/L．

点评：本题是一道有关粗盐提纯知识的综合实验题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性很强，难度很大．