Question

13．溴化钙可用于石油钻井，也可用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等．制备CaBr₂•2H₂O的主要流程如下：

工业提取液溴主要采用空气吹出法，其主要流程如下

请回答：
（1）Fe与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是防止液溴挥发，降低原料利用率．
（2）试剂B最好选用HBr．
（3）操作Ⅰ的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）下列说法中错误的是bd．
a．滤渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃；
b．操作Ⅱ的名称是萃取
c．流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br₂
d．成品溴中含有的少量Cl₂，可加入Na₂SO₃溶液，然后分液除去
（5）制得的CaBr₂•2H₂O可以通过以下方法测定纯度：称取5.00g样品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反应后过滤，将沉淀洗涤、烘干、冷却、称量，得到2.00g固体．
①纯度测定中用到的玻璃仪器有胶头滴管、酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗．
②洗涤沉淀的操作方法是向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复2～3次．
③测得CaBr₂•2H₂O的质量分数为94.40%．

Answer 1

分析 根据反应流程，液溴中加入过量铁粉和水生成溴化亚铁，再加入氢氧化钙，氢氧化钙和溴化亚铁反应生成溴化钙和氢氧化亚铁，过滤得到滤液为溴化钙溶液，滤渣为氢氧化亚铁，部分氢氧化亚铁可能被氧化成氢氧化铁，溴化钙溶液中加入HBr加热蒸发浓缩冷却结晶得到CaBr₂•2H₂O，测定CaBr₂•2H₂O纯度，可用CaBr₂与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙的质量可计算出CaBr₂的质量，进而确定质量分数，结合相关实验基本操作答题；
工业提取液溴主要采用空气吹出法，其主要流程为海水浓缩后用氯气和溴化钠可以置换出溴单质，用热空气吹出，再用亚硫酸溶液吸收，再用氯气氧化后用热水蒸汽吹出，得到含有少量水的溴，再干燥可得成品溴，据此答题．

解答 解：根据反应流程，液溴中加入过量铁粉和水生成溴化亚铁，再加入氢氧化钙，氢氧化钙和溴化亚铁反应生成溴化钙和氢氧化亚铁，过滤得到滤液为溴化钙溶液，滤渣为氢氧化亚铁，部分氢氧化亚铁可能被氧化成氢氧化铁，溴化钙溶液中加入HBr加热蒸发浓缩冷却结晶得到CaBr₂•2H₂O，测定CaBr₂•2H₂O纯度，可用CaBr₂与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙的质量可计算出CaBr₂的质量，进而确定质量分数，
（1）因为溴易挥发，会降低原料利用率，所以Fe与液溴的反应温度不能超过40℃同，
故答案为：防止液溴挥发，降低原料利用率；
（2）根据上面的分析可知，试剂B最好选用HBr，
故答案为：HBr；
（3）操作Ⅰ为从溴化钙溶液中获得溴化钙晶体，实验的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：冷却结晶、过滤；
（4）a．根据上面的分析可知，滤渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，故a正确；
b．根据上面的分析可知，操作Ⅱ的名称是干燥，故b错误；
c．根据上面的分析可知，流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br₂，故c正确；
d．因为Na₂SO₃溶液能与溴反应，所以不能用Na₂SO₃溶液除氯气，故d错误；
故选bd；
（5）①根据碳酸钙的质量可计算出CaBr₂的质量，进而确定质量分数，所以在溴化钙溶液中加入碳酸钠溶液生成  沉淀，沉淀洗涤、烘干、冷却、称量，用到的玻璃仪器有胶头滴管、酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
②洗涤沉淀的操作方法是向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复2～3次，
故答案为：向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀表面，静置待水自然流下，重复2～3次；
③根据题意，测得CaCO₃的质量为2.00g，根据关系式CaBr₂•2H₂O～CaCO₃可知，CaBr₂•2H₂O的质量为$236×\frac{2.0}{100}$g=4.72g，所以CaBr₂•2H₂O的质量分数为$\frac{4.72}{5}$×100%=94.40%，
故答案为：94.40%．

点评 本题考查了溴化钙晶体的制备实验方案设计，题目涉及化学实验基本操作、除杂质、含量的计算等，题目难度中等，是对学生综合能力的考查，需要学生基本扎实的基础与分析问题、解决问题的能力．