Question

某工業(yè)廢液中含有大量的K⁺、Cl^-、Br^-，還有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-．若取這種廢液來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴（Br₂）可設計如下流程：

可供試劑a、b的選擇試劑：飽和Na₂CO₃溶液、飽和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、H₂O₂、KMnO₄（H⁺）溶液、稀HNO₃．
（1）試劑a應該選用

 

；
（2）操作①、②、③、④、⑤的名稱是

 

（選填字母編號）．
a．萃取、過濾、分液、過濾、蒸發(fā)結晶
b．萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發(fā)結晶
c．分液、萃取、過濾、過濾、蒸發(fā)結晶
d．萃取、分液、分液、過濾、蒸發(fā)結晶
（3）除去無色液體I中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-離子，選出b所代表的試劑，按滴加順序依次是

 

（填寫化學式）．
（4）調節(jié)pH的作用是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：為制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴（Br₂），必須加入氧化劑把Br^-氧化成液溴，且不能引入新雜質，以防得不到純凈的氯化鉀晶體，生成的含有液溴的溶液通過萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發(fā)結晶一系列操作③深紅棕色液體Br₂，無色液體Ⅱ通過調節(jié)PH值除去過量的OH^-、CO₃^2-得到純凈的氯化鉀溶液，經過操作⑤結晶制得氯化鉀晶體．
（1）廢液中含有Br^-，要轉化為Br₂，要加入氧化劑，不能引入新的雜質，所以試劑a是H₂O₂；
（2）加入CCl₄的目的是萃��；緊接著萃取后的操作是將有機層與水層分開，叫做分液；從含有溴的CCl₄溶液中分離得到CCl₄和液溴的操作，是將兩種相互混溶的液體進行分離的操作，叫做蒸餾；操作④完成后得到固體A和無色液體I，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)結晶；
（3）用KOH溶液與Ca²⁺、Mg²⁺反應生成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，所以要調節(jié)PH除去多余的OH^-、CO₃^2-．

解答： 解：為制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴（Br₂），必須加入氧化劑把Br^-氧化成液溴，且不能引入新雜質，以防得不到純凈的氯化鉀晶體，生成的含有液溴的溶液通過萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發(fā)結晶一系列操作③深紅棕色液體Br₂，無色液體Ⅱ通過調節(jié)PH值除去過量的OH^-、CO₃^2-得到純凈的氯化鉀溶液，經過操作⑤結晶制得氯化鉀晶體，
（1）廢液中含有Br^-，要轉化為Br₂，要加入氧化劑，不能引入新的雜質，所以試劑a是H₂O₂，故答案為：H₂O₂；
（2）加入CCl₄的目的是萃取；緊接著萃取后的操作是將有機層與水層分開，叫做分液；從含有溴的CCl₄溶液中分離得到CCl₄和液溴的操作，是將兩種相互混溶的液體進行分離的操作，叫做蒸餾；操作④完成后得到固體A和無色液體I，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)結晶；所以操作①、②、③、④、⑤的名稱依次為萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發(fā)結晶；故答案為：b；
（3）用KOH溶液與Ca²⁺、Mg²⁺反應生成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，故答案為：BaCl₂、KOH、K₂CO₃；
（4）由于加入的KOH、K₂CO₃是過量的，所以要調節(jié)PH除去多余的OH^-、CO₃^2-，故答案為：除去過量的OH^-、CO₃^2-．

點評：本題綜合考查了高中化學中的混合物的分離與提純的方法，是考查學生基本實驗能力的一道好題，選擇除雜試劑時不能引入新的雜質，或過量的試劑，后面要容易除去．