Question

某礦抽出的廢液中含有大量的K⁺、CI^-、Br^-，還有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，某研究性學(xué)習(xí)小組擬取這種廢液來制取較純凈的KCI晶體及液溴（Br₂），他們設(shè)計(jì)了如圖流程：

可供試劑a、b選擇的試劑：飽和Na₂CO₃溶液、飽和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、氯水．
請根據(jù)以上流程，回答相關(guān)問題：
（1）試劑a應(yīng)選用

 

．
（2）操作①的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

，操作⑤的名稱為

 

，操作①②都用到的實(shí)驗(yàn)玻璃儀器是

 

（3）除去無色液體I中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-離子，選出試劑b所代表的物質(zhì)和滴加順序正確的是

 

．
A．KOH溶液、BaCl₂溶液、飽和Na₂CO₃溶液
B．BaCl₂溶液、KOH溶液、飽和K₂CO₃溶液
C．KOH溶液、飽和K₂CO₃溶液、Ba（NO₃）₂溶液
D．BaCl₂溶液、飽和K₂CO₃溶液、KOH溶液
（4）調(diào)節(jié)pH的作用是

 

．
（5）如果利用得到的晶體，電解其水溶液來制取H₂和Cl₂，再使H₂和Cl₂反應(yīng)生成HCl，將生成的HCl用水吸收制得鹽酸，為了制得100噸36.5%的鹽酸，理論上需KCI固體

 

噸．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：廢液中含有Br^-，要轉(zhuǎn)化為Br₂，要加入氧化劑，不能引入新的雜質(zhì)，所以試劑a是H₂O₂，操作1加入CCl₄的目的是萃取氧化出的溴單質(zhì)；緊接著萃取后的操作2是將有機(jī)層與水層分開，叫做分液；從含有溴的橙紅色的CCl₄溶液中分離得到CCl₄和液溴的操作3，是將兩種相互混溶的液體進(jìn)行分離的操作，叫做蒸餾；操作④完成后得到固體A和無色液體，分離固體和液體的操作是過濾；操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體，是蒸發(fā)結(jié)晶．
（1）廢液中含有Br^-，要轉(zhuǎn)化為Br₂，要加入氧化劑，不能引入新的雜質(zhì)，所以試劑a是H₂O₂；
（2）根據(jù)以上分析，操作1加入CCl₄的目的是萃取氧化出的溴單質(zhì)，液體分層，上層為無色，下層CCl₄為橙紅色；操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體，是蒸發(fā)結(jié)晶；操作1加入CCl₄的目的是萃取氧化出的溴單質(zhì)；緊接著萃取后的操作2是將有機(jī)層與水層分開，叫做分液，所以都需要的玻璃儀器為分液漏斗；
（3）用KOH溶液與Ca²⁺、Mg²⁺反應(yīng)生成Ca（OH）₂、Mg（OH）₂，除去Mg²⁺和大部分Ca²⁺，用BaCl₂溶液與SO₄^2-反應(yīng)生成BaSO₄而除去Ba²⁺，最后用飽和的K₂CO₃除去余下的少量Ca²⁺和后來加入的Ba²⁺，此處不能選用Na₂CO₃溶液，否則會引入新的Na⁺，K₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否則會引入Ba²⁺；
（4）由于加入的KOH、K₂CO₃是過量的，所以要調(diào)節(jié)PH除去多余的OH^-、CO₃^2-；
（5）根據(jù)氯元素守恒解題．

解答： 解：廢液中含有Br^-，要轉(zhuǎn)化為Br₂，要加入氧化劑，不能引入新的雜質(zhì)，所以試劑a是H₂O₂，操作1加入CCl₄的目的是萃取氧化出的溴單質(zhì)；緊接著萃取后的操作2是將有機(jī)層與水層分開，叫做分液；從含有溴的橙紅色的CCl₄溶液中分離得到CCl₄和液溴的操作3，是將兩種相互混溶的液體進(jìn)行分離的操作，叫做蒸餾；操作④完成后得到固體A和無色液體，分離固體和液體的操作是過濾；操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體，是蒸發(fā)結(jié)晶．
（1）廢液中含有Br^-，要轉(zhuǎn)化為Br₂，要加入氧化劑，不能引入新的雜質(zhì)，所以試劑a是H₂O₂，故答案為：H₂O₂；
（2）根據(jù)以上分析，操作1加入CCl₄的目的是萃取氧化出的溴單質(zhì)，液體分層，上層為無色，下層CCl₄為橙紅色；操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體，是蒸發(fā)結(jié)晶；操作1加入CCl₄的目的是萃取氧化出的溴單質(zhì)；緊接著萃取后的操作2是將有機(jī)層與水層分開，叫做分液，所以都需要的玻璃儀器為分液漏斗，
故答案為：液體分層，上層為無色，下層為橙紅色；蒸發(fā)結(jié)晶；分液漏斗；
（3）用KOH溶液與Ca²⁺、Mg²⁺反應(yīng)生成Ca（OH）₂、Mg（OH）₂，除去Mg²⁺和大部分Ca²⁺，用BaCl₂溶液與SO₄^2-反應(yīng)生成BaSO₄而除去Ba²⁺，最后用飽和的K₂CO₃除去余下的少量Ca²⁺和后來加入的Ba²⁺，此處不能選用Na₂CO₃溶液，否則會引入新的Na⁺，K₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否則會引入Ba²⁺；所以所需的試劑按滴加順序依次為：BaCl₂、KOH、K₂CO₃或者BaCl₂、K₂CO₃、KOH，故選：BD；
（4）由于加入的KOH、K₂CO₃是過量的，所以要調(diào)節(jié)PH除去多余的OH^-、CO₃^2-，故答案為：除去過量的OH^-、CO₃^2-；
（5）氯化氫的物質(zhì)的量與氯化鉀的物質(zhì)的量相等，100×36.5%×

74.5

36.5

=74.5噸，故答案為：74.5．

點(diǎn)評：本題綜合考查了高中化學(xué)中的混合物的分離與提純的方法，是考查學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊坏篮妙}，選擇除雜試劑時不能引入新的雜質(zhì)，或過量的試劑，后面要容易除去．