Question

柴達木盆地以青藏高原“聚寶盆”之譽蜚聲海內外，它有富足得令人驚訝的鹽礦資源。液體礦床以鉀礦為主，伴生著鎂、溴等多種礦產。某研究性學習小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液（富含K⁺、Mg²⁺、Br^一、SO₄^2一、Cl^一等），來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴（Br₂），他們設計了如下流程：

請根據以上流程，回答相關問題：

（1）操作②的所需的主要儀器是      。

（2）參照下圖溶解度曲線，得到的固體A的主要成分是         （填化學式）。

（3）同學甲提出一些新的方案，對上述操作②后無色溶液進行除雜提純，其方案如下：

【有關資料】

化學式	BaCO3	BaSO4	Ca（OH）2	MgCO3	Mg（OH）2
Ksp	8.1×10一9	1.08×10一10	1.0×10一4	3.5×10一5	1.6×10一11

 

【設計除雜過程】

a、已知試劑B是K₂CO₃溶液，則溶液A的主要成分是               （填化學式）。

【獲取純凈氯化鉀】

b、對溶液B加熱并不斷滴加l mol· L^－1的鹽酸溶液，同時用pH試紙檢測溶液，直至pH=5時停止加鹽酸，得到溶液C。該操作的目的是                             。將溶液C倒入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)并用玻璃棒不斷攪拌，直到出現較多晶體時，停止加熱。

【問題討論】

c、進行操作⑤中控制溶液pH=12可確保Mg²⁺除盡，根據提供的數據計算，此時溶液B中Mg²⁺物質的量濃度為             。

 

Answer 1

【答案】

（1）分液漏斗       （2）MgSO₄

（3）a、Ba(OH)₂     b、除去未反應的OH^－和CO₃^2－   c、1.6×10^－7mol/L     

【解析】

試題分析：（1）加入氧化劑將Br^一變?yōu)锽r₂，加入的CCl₄作萃取劑，將溶液中的Br₂提取出來，則操作①②分別是萃取、分液，所用主要儀器是分液漏斗、燒杯；（2）操作③④分別是蒸餾或分餾、趁熱過濾，根據溶解度曲線，只有MgSO₄的溶解度隨溫度升高而逐漸減小，因此固體A是MgSO₄，而MgCl₂、KCl固體都需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶才能得到；（3）溶液A的目的是除去溶液中Mg²⁺、SO₄^2一，根據K_sp越小的物質越先沉淀完全，因此應選含OH^－和Ba²⁺的物質，即需要加入過量的Ba(OH)₂溶液；加入過量K₂CO₃溶液的目的是除去Ba²⁺，而過量的OH^－和CO₃^2一則需要適量鹽酸除去；pH=12，則c(H⁺)=10^—12mol/L，c(OH^—)=K_w/c(H⁺)=10^—2mol/L；懸濁液中存在如下平衡：Mg(OH)₂(s) Mg²⁺+2OH^—，則K_sp[Mg(OH)₂]=c(Mg²⁺)·c²(OH^—)，代入有關數據計算可得：c(Mg²⁺)= mol/L= 1.6×10^—7mol/L。

考點：考查物質制備型工藝流程題，涉及混合物分離提純的操作方法、儀器、除雜試劑的選擇及目的解釋、溶度積的應用和計算等考點。