某盐卤矿抽出的废液中含有大量的K+.Cl-.Br-.及少量的Ca2+.Mg2+.SO42-．某研究性学习小组拟取该废液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:现有可供选择的a.b试剂:饱和Na2CO3溶液.饱和K2CO3溶液.KOH溶液.BaCl2溶液.Ba(NO3)2溶液.H2O2.KMnO4(H+)溶液.稀HNO3．请根据以上流程.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某盐卤矿抽出的废液中含有大量的K⁺、Cl^-、Br^-，及少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-．某研究性学习小组拟取该废液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：

现有可供选择的a、b试剂：饱和Na₂CO₃溶液、饱和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、H₂O₂、KMnO₄（H⁺）溶液、稀HNO₃．请根据以上流程，回答相关问题：
（1）试剂a应选

H₂O₂

，该反应在酸性环境中完成，其离子方程式为

H₂O₂；H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O

．
（2）操作①、②、③、④、⑤的名称依次为

（选填字母）．
A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶 B．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶
C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶 D．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
（3）操作⑤中用到的瓷质仪器名称是

蒸发皿

．
（4）选出除去无色液体I中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-离子所需的试剂，按滴加顺序依次为

BaCl₂、KOH、K₂CO₃

（填化学式）．
（5）调节pH的作用是

除去过量的OH^-、CO₃^2-

．

分析：（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；根据反应物和生成物写出离子方程式；
（2）加入CCl₄的目的是萃取；紧接着萃取后的操作是将有机层与水层分开，叫做分液；从含有溴的CCl₄溶液中分离得到CCl₄和液溴的操作，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I，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．
（3）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，用蒸发皿；
（4）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SO₄^2-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⁺；由于加入的KOH、K₂CO₃是过量的，所以要调节PH除去多余的OH^-、CO₃^2-；

解答：解：（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；在酸性条件下，H₂O₂与Br^-反应生成溴单质和水，其离子方程式为：H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O，故答案为：H₂O₂；H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O；
（2）加入CCl₄的目的是萃取；紧接着萃取后的操作是将有机层与水层分开，叫做分液；从含有溴的CCl₄溶液中分离得到CCl₄和液溴的操作，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I，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；所以操作①、②、③、④、⑤的名称依次为萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶；故答案为：D；
（3）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，用蒸发皿，故答案为：蒸发皿；
（4）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SO₄^2-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；由于加入的KOH、K₂CO₃是过量的，所以要调节PH除去多余的OH^-、CO₃^2-；
故答案为：BaCl₂、KOH、K₂CO₃；除去过量的OH^-、CO₃^2-．

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．