题目内容
我国柴达木盆地拥有丰富的盐矿资源,液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产.工业上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),工业流程如图1:

请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①需要的玻璃仪器有 .
(2)参照图2溶解度曲线,有人认为固体B是氯化钾,有人说是氯化镁,请说出你的观点和支撑你观点的理由: .
(3)同学甲模仿实验室中粗盐提纯的操作,对上述操作②后无色液体设计了除杂提纯实验方案,也可制得较纯净的氯化钾晶体.其方案流程如下:

有关资料:
(i)该方案中的无色溶液就是操作②后无色液体,混合液A的主要成分是 .(填化学式)有人认为用一种试剂 (填化学式)就可以起到混合液A的作用,你的观点是 .
(ii)有同学提出从经济上考虑可以用石灰乳代替试剂A进行实验,经讨论,其他同学一致认为该提议不可行,他们的理由是 .
(ⅲ)实验过程中,若要确保Mg2+完全除尽,用广泛pH试纸测定溶液的pH应≥ .(若离子浓度小于10-5mol?L-1可视作已被完全除尽).
(ⅳ)对溶液B加热并不断滴加1 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.由溶液C得到固体C的操作名称是 .
(v)工业流程中也可以获得氯化镁的溶液,从中可以提取金属材料镁.方法是:加热蒸发氯化镁的溶液得到MgCl2?6H2O,在 中加热使其失去结晶水得到MgCl2,电解就可以得到金属镁.
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①需要的玻璃仪器有
(2)参照图2溶解度曲线,有人认为固体B是氯化钾,有人说是氯化镁,请说出你的观点和支撑你观点的理由:
(3)同学甲模仿实验室中粗盐提纯的操作,对上述操作②后无色液体设计了除杂提纯实验方案,也可制得较纯净的氯化钾晶体.其方案流程如下:
有关资料:
| 化学式 | Ca(OH)2 | CaSO4 | BaCO3 | BaSO4 | MgCO3 | Mg(OH)2 |
| Ksp | 1.0×10一4 | 7.1×10一5 | 8.1×10一9 | 1.08×10一10 | 3.5×10一5 | 1.6×10一11 |
(ii)有同学提出从经济上考虑可以用石灰乳代替试剂A进行实验,经讨论,其他同学一致认为该提议不可行,他们的理由是
(ⅲ)实验过程中,若要确保Mg2+完全除尽,用广泛pH试纸测定溶液的pH应≥
(ⅳ)对溶液B加热并不断滴加1 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.由溶液C得到固体C的操作名称是
(v)工业流程中也可以获得氯化镁的溶液,从中可以提取金属材料镁.方法是:加热蒸发氯化镁的溶液得到MgCl2?6H2O,在
分析:(1)由题意知盐湖苦卤的浓缩液中富含Br-,加入氧化剂生成Br2单质,易溶于CCl4,通过萃取将Br2与溶液分离;分液后的溶液中含有大量的Mg2+,可加入KOH溶液和BaCl2溶液分别生成Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀,以此判断分离方法和所使用的仪器;
(2)操作④后,溶液主要成分是KCl,不会是氯化镁;
(3)(ⅰ)无色溶液就是操作②后无色液体,将镁离子、硫酸根离子转化为沉淀,分析加入的A;
(ⅱ)用石灰乳代替试剂A进行实验,不能使硫酸根离子沉淀完全;
(ⅲ)确保Mg2+完全除尽,其浓度最大为10-5mol?L-1,结合Ksp计算;
(ⅳ)由溶液得到晶体应用蒸发结晶的操作方法;
(ⅴ)镁离子水解生成的盐酸易挥发,从抑制水解的角度解答.
(2)操作④后,溶液主要成分是KCl,不会是氯化镁;
(3)(ⅰ)无色溶液就是操作②后无色液体,将镁离子、硫酸根离子转化为沉淀,分析加入的A;
(ⅱ)用石灰乳代替试剂A进行实验,不能使硫酸根离子沉淀完全;
(ⅲ)确保Mg2+完全除尽,其浓度最大为10-5mol?L-1,结合Ksp计算;
(ⅳ)由溶液得到晶体应用蒸发结晶的操作方法;
(ⅴ)镁离子水解生成的盐酸易挥发,从抑制水解的角度解答.
解答:解:(1)由题意知盐湖苦卤的浓缩液中富含Br-,加入氧化剂生成Br2单质,易溶于CCl4,通过萃取将Br2与溶液分离;分液后的溶液中含有大量的Mg2+,可加入KOH溶液和BaCl2溶液分别生成Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀,然后过滤分离,故操作①为萃取,需要的玻璃仪器为分液漏斗,
故答案为:分液漏斗;
(2)操作④后,溶液主要成分是KCl,固体B是氯化钾,操作④析出硫酸镁固体后的滤液中Mg2+的浓度较小,所以不会为氯化镁,
故答案为:固体B是氯化钾,操作④析出硫酸镁固体后的滤液中Mg2+的浓度较小;
(3)(ⅰ)无色溶液就是操作②后无色液体,将镁离子、硫酸根离子转化为沉淀,则A为BaCl2和KOH,若利用Ba(OH)2代替A,不如A效果好,原因是Ba(OH)2用混合液好,因溶液中的Mg2+和SO42-的物质的量之比不一定是1:1,可控制所加两种试剂的量把杂质离子刚好除去,而用Ba(OH)2可能会浪费试剂,
故答案为:BaCl2和KOH;Ba(OH)2;用Ba(OH)2不如混合液好,因溶液中的Mg2+和SO42-的物质的量之比不一定是1:1,可控制所加两种试剂的量把杂质离子刚好除去,而用Ba(OH)2可能会浪费试剂;
(ⅱ)用石灰乳代替试剂A进行实验,CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全,
故答案为:CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全;
(ⅲ)确保Mg2+完全除尽,其浓度最大为10-5mol?L-1,则c(OH-)=
>0.001mol/L,所以广泛pH≥12,故答案为:12;
(ⅳ)直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C.由溶液C得到固体C的操作名称,该操作为蒸发结晶,故答案为:蒸发结晶;
(ⅴ)加热蒸发氯化镁的溶液得到MgCl2?6H2O,为抑制镁离子水解,在HCl气流中加热使其失去结晶水得到MgCl2,故答案为:HCl气流.
故答案为:分液漏斗;
(2)操作④后,溶液主要成分是KCl,固体B是氯化钾,操作④析出硫酸镁固体后的滤液中Mg2+的浓度较小,所以不会为氯化镁,
故答案为:固体B是氯化钾,操作④析出硫酸镁固体后的滤液中Mg2+的浓度较小;
(3)(ⅰ)无色溶液就是操作②后无色液体,将镁离子、硫酸根离子转化为沉淀,则A为BaCl2和KOH,若利用Ba(OH)2代替A,不如A效果好,原因是Ba(OH)2用混合液好,因溶液中的Mg2+和SO42-的物质的量之比不一定是1:1,可控制所加两种试剂的量把杂质离子刚好除去,而用Ba(OH)2可能会浪费试剂,
故答案为:BaCl2和KOH;Ba(OH)2;用Ba(OH)2不如混合液好,因溶液中的Mg2+和SO42-的物质的量之比不一定是1:1,可控制所加两种试剂的量把杂质离子刚好除去,而用Ba(OH)2可能会浪费试剂;
(ⅱ)用石灰乳代替试剂A进行实验,CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全,
故答案为:CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全;
(ⅲ)确保Mg2+完全除尽,其浓度最大为10-5mol?L-1,则c(OH-)=
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(ⅳ)直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C.由溶液C得到固体C的操作名称,该操作为蒸发结晶,故答案为:蒸发结晶;
(ⅴ)加热蒸发氯化镁的溶液得到MgCl2?6H2O,为抑制镁离子水解,在HCl气流中加热使其失去结晶水得到MgCl2,故答案为:HCl气流.
点评:本题以海水中提取氯化镁为背景,考查了物质的分离、提纯的实验方法和基本操作,同时结合简单的实验流程图和溶解度图象,考查了学生基础知识和利用信息解决实际问题的综合应用能力.物质的分离与提纯的实验方法在实验题和化工题中都经常出现,是重要的实验基础知识.
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