Question

4．溴化鈣用于石油鉆井，也用于制造溴化銨及光敏紙、滅火劑、制冷劑等．實驗室模擬工業(yè)制備CaBr₂•2H₂O的主要流程如圖（a）所示：

回答下列問題：
（1）已知溴易揮發(fā)，Br₂的沸點為59℃．
①過程Ⅰ中用SO₂吸收溴蒸氣，其目的是富集溴元素．
②在過程Ⅰ中蒸餾操作控制的關(guān)鍵條件是控制溫度計的溫度，并收集59℃的餾分．
（2）過程Ⅱ中控制反應(yīng)不過于劇烈的操作或措施是分批、緩慢加入液溴或不斷攪拌加快熱量的散失或?qū)⒎磻?yīng)置于冷水浴中．
（3）操作I到的玻璃儀器有酒精燈、溫度計、蒸餾燒瓶，冷凝管、牛角管、錐形瓶，試劑M為Ca（OH）₂（填化學(xué)式）．
（4）為了獲得干燥的CaBr₂•2H₂O，結(jié)合溴化鈣的溶解度曲線，操作Ⅱ中包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
（5）在50～70℃時，用尿素[CO（NH₂）₂]、Br₂、Ca（OH）₂制備溴化鈣，此反應(yīng)中還會生成兩種無色無味的氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO（NH₂）₂+3Ca（OH）₂ +3Br₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CaBr₂+N₂↑+7H₂O；．
（6）制得的CaBr₂•2H₂O可以通過以下方法測定純度：稱取10.00g樣品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、烘干、冷卻，稱量，得到3.89g固體．則CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.80%．

Answer 1

分析 濃縮海水通過氧化得到溴單質(zhì)，用熱空氣吹出再用二氧化硫吸收生成溴化氫，富集溴元素，通入氯氣氧化溴化氫為溴單質(zhì)，蒸餾得到液溴，溶液中加入過量鐵粉生成溴化亞鐵，貝殼煅燒得到氧化鈣，溶于水得到氫氧化鈣，氫氧化鈣和溴化亞鐵反應(yīng)生成溴化鈣和氫氧化亞鐵，過濾得到濾液為溴化鈣，加入HBr加熱蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到CaBr₂•2H₂O，
（1）①用熱空氣吹出再用二氧化硫吸收生成溴化氫，富集溴元素，通入氯氣氧化溴化氫為溴單質(zhì)；
②由于題干中給出信息Br₂的沸點是59℃，提純溴必須收集59℃時的餾分，所以控制溫度得到餾分是關(guān)鍵；
（2）根據(jù)影響反應(yīng)速率的影響可知，反應(yīng)物質(zhì)加入的快慢、反應(yīng)溫度的高低都對反應(yīng)速率有影響；
（3）蒸餾操作需要鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器；加入的氫氧化鈣過量，加溴化氫除去；
（4）溶液中得晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等；
（5）在50～70℃時，用尿素[CO（NH₂）₂]、Br₂、Ca（OH）₂反應(yīng)生成溴化鈣、氮氣、二氧化碳和水；
（6）根據(jù)CaBr₂•2H₂O～Na₂CO₃～CaCO₃，由碳酸鈣的質(zhì)量求出CaBr₂•2H₂O，再求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①用熱空氣吹出再用二氧化硫吸收生成溴化氫，富集溴元素，通入氯氣氧化溴化氫為溴單質(zhì)；
故答案為：富集溴元素；
②實驗裝置氣密性良好，要達(dá)到提純溴的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件：控制溫度計的溫度，并收集59℃的餾分，溫度過高或過低都不利于溴的收集；
故答案為：控制溫度計的溫度，并收集59℃的餾分；
（2）由影響反應(yīng)速率的影響可知，反應(yīng)物質(zhì)加入的快慢、反應(yīng)溫度的高低都對反應(yīng)速率有影響，所以控制反應(yīng)不過于劇烈的操作或措施是分批、緩慢加入液溴或不斷攪拌加快熱量的散失或?qū)⒎磻?yīng)置于冷水浴中，
故答案為：分批、緩慢加入液溴或不斷攪拌加快熱量的散失或?qū)⒎磻?yīng)置于冷水浴中；
（3）蒸餾操作需要鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、蒸餾燒瓶，冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器，則玻璃儀器有：酒精燈、溫度計、蒸餾燒瓶，冷凝管、牛角管、錐形瓶；向濾液中加溴化氫除去多余的氫氧化鈣，避免引入雜質(zhì)離子；
故答案為：酒精燈、溫度計、蒸餾燒瓶，冷凝管、牛角管、錐形瓶；Ca（OH）₂；
（4）為了獲得干燥的CaBr₂•2H₂O，操作Ⅱ中包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；
故答案為：洗滌；干燥；
（5）在50～70℃時，用尿素[CO（NH₂）₂]、Br₂、Ca（OH）₂反應(yīng)生成溴化鈣、氮氣、二氧化碳和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO（NH₂）₂+3Ca（OH）₂ +3Br₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CaBr₂+N₂↑+7H₂O；
故答案為：CO（NH₂）₂+3Ca（OH）₂ +3Br₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CaBr₂+N₂↑+7H₂O；
（6）稱取10.00g樣品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、烘干、冷卻，稱量，得到3.89g固體，則生成的固體為碳酸鈣，
設(shè)樣品中CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量為xg，
CaBr₂•2H₂O～Na₂CO₃～CaCO₃，
236                              100
xg                               3.89g
則x=$\frac{236×3.89g}{100}$=9.18g，
則CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.18g}{10.00g}$×100%=91.80%，
故答案為：91.80%．

點評 本題考查了溴化鈣晶體的制備實驗方案設(shè)計，題目涉及化學(xué)實驗基本操作、除雜質(zhì)、離子方程式的書寫、含量的計算等，題目難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本扎實的基礎(chǔ)與分析問題、解決問題的能力．