Question

溴化钙（CaBr₂?2H₂O）是一种白色晶体，易溶于水，有很强的吸湿性，是光敏纸矿泉水和灭火剂的重要成分，在医药上用作治疗神经衰弱等的药物，也用作化学分析．用工业大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等杂质）制备溴化钙的主要流程如图：

回答下列问题
（1）溶解时发生的主要反应的离子方程式为

 

．
（2）除杂步哪控制溶液的pH约为8.0的目的是

 

，

 

．
（3）滤液用氢溴酸酸化的目的是

 

，操作a主要包括

 

，

 

和过滤．
（4）制得的溴化钙晶体可以通过如下步骤测定其纯度：
①称取5.00g溴化钙晶体样品，②溶解；③滴人足量Na₂CO₃溶液，充分反应后过滤，④烘干、冷却；⑤称量．若得到2.00g碳酸钙，则样品的纯度为

 

．
（5）溴化钙晶体中溴离子和钙离子的检验
①将少量嗅溴化钙晶体溶于水，加人硝酸酸化的AgNO₃溶液，实验现象为

 

，发生反应的离子方程式为

 

．
②将少量溴化钙晶体溶于水，滴加硝酸钠溶液，实验现象为

 

，发生反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,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：工业大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等杂质）制备溴化钙，工业大理石加入氢溴酸酸溶生成溴化钙，除杂的目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，结合氢氧化铝为两性氢氧化物，溶于强酸强碱，控制溶液的pH约为8.0的目的是确保Al³⁺和Fe³⁺沉淀完全；防止Al（OH）₃溶解，过滤得到滤液为过量氢氧化钙，溴化钙，用氢溴酸酸化的目的是除去过量的Ca（OH）₂，浓缩蒸发冷却结晶得到；
（1）大理石的主要成分为碳酸钙，与氢溴酸反应生成溴化钙、水和二氧化碳；
（2）分析工业大理石的成分及流程图知，除杂的目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，结合氢氧化铝为两性氢氧化物，溶于强酸强碱，控制溶液的pH约为8.0的目的是确保Al³⁺和Fe³⁺沉淀完全；防止Al（OH）₃溶解；
（3）滤液中含过量氢氧化钙，用氢溴酸酸化的目的是除去过量的Ca（OH）₂；溶液中得晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；
（4）根据质量守恒定律知，n（CaBr₂）=n（CaCO₃）=0.02mol，溴化钙晶体（CaBr₂?2H₂O）的质量为4.72g，计算质量分数；
（5）①用硝酸酸化的硝酸银溶液检验溴离子，实验现象为产生淡黄色沉淀，生成溴化银沉淀；
②用草酸钠溶液检验钙离子，现象为产生白色沉淀草酸钙．

解答： 解：（1）大理石的主要成分为碳酸钙，与氢溴酸反应生成溴化钙、水和二氧化碳，离子方程式为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）分析工业大理石的成分及流程图知，除杂的目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，结合氢氧化铝为两性氢氧化物，溶于强酸强碱，控制溶液的pH约为8.0的目的是确保Al³⁺和Fe³⁺沉淀完全；防止Al（OH）₃溶解；
故答案为：确保Al³⁺和Fe³⁺沉淀完全；防止Al（OH）₃溶解；
（3）滤液中含过量氢氧化钙，用氢溴酸酸化的目的是除去过量的Ca（OH）₂；溶液中得晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；
故答案为：除去过量的Ca（OH）₂；蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）根据质量守恒定律知，n（CaBr₂）=n（CaCO₃）=0.02mol，溴化钙晶体（CaBr₂?2H₂O）的质量=0.02mol×236g/mol=4.72g，
质量分数=

4.72g

5.00g

×100%=94.4%；
故答案为：94.4%；
（5）①用硝酸酸化的硝酸银溶液检验溴离子，实验现象为产生淡黄色沉淀，离子方程式为：Br^-+Ag⁺=AgBr↓；
故答案为：产生淡黄色沉淀；Br^-+Ag⁺=AgBr↓；
②用草酸钠溶液检验钙离子，现象为产生白色沉淀，离子方程式为Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓，故答案为：产生白色沉淀；Ca²⁺+C₂O₄^2-═CaC₂O₄↓．

点评：本题考查了无机化学工艺流程题分析判断，要注意过程分析，审题头，明确化工生产的目的，审流程结合题给信息明确每一步的原理、目的和操作，③答题要注意规范，注意化学用语的书写要求及实验操作的文字叙述，题目难度中等．