题目内容

某矿抽出的废液中含有大量的K+、CI-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-,某研究性学习小组拟取这种废液来制取较纯净的KCI晶体及液溴(Br2),他们设计了如图流程:

可供试剂a、b选择的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、氯水.
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)试剂a应选用
 
.
(2)操作①的实验现象为
 
,操作⑤的名称为
 
,操作①②都用到的实验玻璃仪器是
 

(3)除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子,选出试剂b所代表的物质和滴加顺序正确的是
 
.
A.KOH溶液、BaCl2溶液、饱和Na2CO3溶液
B.BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液
C.KOH溶液、饱和K2CO3溶液、Ba(NO3)2溶液
D.BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液
(4)调节pH的作用是
 
.
(5)如果利用得到的晶体,电解其水溶液来制取H2和Cl2,再使H2和Cl2反应生成HCl,将生成的HCl用水吸收制得盐酸,为了制得100吨36.5%的盐酸,理论上需KCI固体
 
吨.
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:实验设计题
分析:废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液;从含有溴的橙红色的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作3,是将两种相互混溶的液体进行分离的操作,叫做蒸馏;操作④完成后得到固体A和无色液体,分离固体和液体的操作是过滤;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶.
(1)废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2;
(2)根据以上分析,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质,液体分层,上层为无色,下层CCl4为橙红色;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶;操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液,所以都需要的玻璃仪器为分液漏斗;
(3)用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2,除去Mg2+和大部分Ca2+,用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+,最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+,此处不能选用Na2CO3溶液,否则会引入新的Na+,K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+;
(4)由于加入的KOH、K2CO3是过量的,所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-;
(5)根据氯元素守恒解题.
解答: 解:废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液;从含有溴的橙红色的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作3,是将两种相互混溶的液体进行分离的操作,叫做蒸馏;操作④完成后得到固体A和无色液体,分离固体和液体的操作是过滤;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶.
(1)废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,故答案为:H2O2;
(2)根据以上分析,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质,液体分层,上层为无色,下层CCl4为橙红色;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶;操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液,所以都需要的玻璃仪器为分液漏斗,
故答案为:液体分层,上层为无色,下层为橙红色;蒸发结晶;分液漏斗;
(3)用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2,除去Mg2+和大部分Ca2+,用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+,最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+,此处不能选用Na2CO3溶液,否则会引入新的Na+,K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+;所以所需的试剂按滴加顺序依次为:BaCl2、KOH、K2CO3或者BaCl2、K2CO3、KOH,故选:BD;
(4)由于加入的KOH、K2CO3是过量的,所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-,故答案为:除去过量的OH-、CO32-;
(5)氯化氢的物质的量与氯化钾的物质的量相等,100×36.5%×
74.5
36.5
=74.5吨,故答案为:74.5.
点评:本题综合考查了高中化学中的混合物的分离与提纯的方法,是考查学生基本实验能力的一道好题,选择除杂试剂时不能引入新的杂质,或过量的试剂,后面要容易除去.
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