Question

13．溴化鈣可用于石油鉆井，也可用于制造溴化銨及光敏紙、滅火劑、制冷劑等．制備CaBr₂•2H₂O的主要流程如下：

工業(yè)提取液溴主要采用空氣吹出法，其主要流程如下

請(qǐng)回答：
（1）Fe與液溴的反應(yīng)溫度不能超過(guò)40℃的原因是防止液溴揮發(fā)，降低原料利用率．
（2）試劑B最好選用HBr．
（3）操作Ⅰ的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．
（4）下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是bd．
a．濾渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃；
b．操作Ⅱ的名稱是萃取
c．流程圖中虛線框部分步驟的主要目的是除去雜質(zhì)、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可以通過(guò)以下方法測(cè)定純度：稱取5.00g樣品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，將沉淀洗滌、烘干、冷卻、稱量，得到2.00g固體．
①純度測(cè)定中用到的玻璃儀器有膠頭滴管、酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗．
②洗滌沉淀的操作方法是向過(guò)濾器中加入蒸餾水至沒(méi)過(guò)沉淀表面，靜置待水自然流下，重復(fù)2～3次．
③測(cè)得CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94.40%．

Answer 1

分析 根據(jù)反應(yīng)流程，液溴中加入過(guò)量鐵粉和水生成溴化亞鐵，再加入氫氧化鈣，氫氧化鈣和溴化亞鐵反應(yīng)生成溴化鈣和氫氧化亞鐵，過(guò)濾得到濾液為溴化鈣溶液，濾渣為氫氧化亞鐵，部分氫氧化亞鐵可能被氧化成氫氧化鐵，溴化鈣溶液中加入HBr加熱蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到CaBr₂•2H₂O，測(cè)定CaBr₂•2H₂O純度，可用CaBr₂與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量可計(jì)算出CaBr₂的質(zhì)量，進(jìn)而確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)基本操作答題；
工業(yè)提取液溴主要采用空氣吹出法，其主要流程為海水濃縮后用氯氣和溴化鈉可以置換出溴單質(zhì)，用熱空氣吹出，再用亞硫酸溶液吸收，再用氯氣氧化后用熱水蒸汽吹出，得到含有少量水的溴，再干燥可得成品溴，據(jù)此答題．

解答 解：根據(jù)反應(yīng)流程，液溴中加入過(guò)量鐵粉和水生成溴化亞鐵，再加入氫氧化鈣，氫氧化鈣和溴化亞鐵反應(yīng)生成溴化鈣和氫氧化亞鐵，過(guò)濾得到濾液為溴化鈣溶液，濾渣為氫氧化亞鐵，部分氫氧化亞鐵可能被氧化成氫氧化鐵，溴化鈣溶液中加入HBr加熱蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到CaBr₂•2H₂O，測(cè)定CaBr₂•2H₂O純度，可用CaBr₂與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量可計(jì)算出CaBr₂的質(zhì)量，進(jìn)而確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
（1）因?yàn)殇逡讚]發(fā)，會(huì)降低原料利用率，所以Fe與液溴的反應(yīng)溫度不能超過(guò)40℃同，
故答案為：防止液溴揮發(fā)，降低原料利用率；
（2）根據(jù)上面的分析可知，試劑B最好選用HBr，
故答案為：HBr；
（3）操作Ⅰ為從溴化鈣溶液中獲得溴化鈣晶體，實(shí)驗(yàn)的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，
故答案為：冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；
（4）a．根據(jù)上面的分析可知，濾渣A的成分可能是Fe、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，故a正確；
b．根據(jù)上面的分析可知，操作Ⅱ的名稱是干燥，故b錯(cuò)誤；
c．根據(jù)上面的分析可知，流程圖中虛線框部分步驟的主要目的是除去雜質(zhì)、富集Br₂，故c正確；
d．因?yàn)镹a₂SO₃溶液能與溴反應(yīng)，所以不能用Na₂SO₃溶液除氯氣，故d錯(cuò)誤；
故選bd；
（5）①根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量可計(jì)算出CaBr₂的質(zhì)量，進(jìn)而確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以在溴化鈣溶液中加入碳酸鈉溶液生成  沉淀，沉淀洗滌、烘干、冷卻、稱量，用到的玻璃儀器有膠頭滴管、酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
②洗滌沉淀的操作方法是向過(guò)濾器中加入蒸餾水至沒(méi)過(guò)沉淀表面，靜置待水自然流下，重復(fù)2～3次，
故答案為：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至沒(méi)過(guò)沉淀表面，靜置待水自然流下，重復(fù)2～3次；
③根據(jù)題意，測(cè)得CaCO₃的質(zhì)量為2.00g，根據(jù)關(guān)系式CaBr₂•2H₂O～CaCO₃可知，CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量為$236×\frac{2.0}{100}$g=4.72g，所以CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{4.72}{5}$×100%=94.40%，
故答案為：94.40%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了溴化鈣晶體的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、除雜質(zhì)、含量的計(jì)算等，題目難度中等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．