Question

某廠排放的廢液中含有大量的K⁺、Cl^-、Br^-，還含有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO^2-₄．某研究性學習小組擬取這種工業廢水來制取較純凈的氯化鉀晶體及液澳，他們設計了如下的流程：

可供試劑a、b、c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、苯、CCl₄、H₂O₂溶液、KMnO₄（H⁺）溶液．
根據以上流程回答相關問題：
（1）試劑a、b分別是______、______．
（2）操作①、②、③、④的名稱是（填字母序號）
a．過濾、分液、過濾、蒸發結晶     b．分液、蒸餾、過濾、蒸發結晶
c．分液、過濾、過濾、蒸發結晶     d．分液、分液、過濾、蒸發結晶
（3）除去無色液體I中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO^-2₄離子，選出e所代表的試劑，按滴加順序依次是______（只填化學式）．
（4）調節pH的作用是______；操作方法是______．
（5）操作④中用到的瓷質儀器名稱是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）向工業廢水中加試劑a能發生氧化還原反應且不引進新的雜質，且試劑a有氧化性，據此判斷a；萃取劑必須具備的條件是：溶質在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，且和水不互溶，據此判斷；
（2）根據分離物質的狀態判斷其名稱；
（3）根據實驗目的選擇試劑除去雜質離子，本實驗是制取氯化鉀，所以除雜的試劑應選含有鉀離子或氯離子的物質，注意先后順序；
（4）為除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄ ^-2離子，所選取的試劑應滴加過量，調節溶液的PH值為除去溶液中過量的雜質離子；根據pH值的測定方法測定；
（5）由溶液制得晶體需要加熱蒸發，所需瓷質儀器名稱是蒸發皿．
解答：解：（1）向工業廢水中加試劑a能生成橙紅色的液體溴，所以a應有氧化性，且和溴離子反應不引進新的雜質，a還應有氧化性，所以a是雙氧水；要想使溴從溶液中萃取出來，所選用的萃取劑必須是和水不互溶的液體，且溴在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度，所以試劑b是四氯化碳，
故答案為：H₂O₂；CCl₄；
（2）分離兩種不相溶的液體的操作是分液，所以操作①是分液；分離兩種互溶的液體采用蒸餾的方法，所以操作②是蒸餾；分離不溶性的固體和液體的方法是過濾，所以操作③是過濾；從溶液中制得晶體的方法是蒸發結晶，故操作④是蒸發結晶，
故答案為：b；
（3）本實驗是制取氯化鉀，所以除雜的試劑應選含有鉀離子或氯離子的物質，所以除去鈣離子應選用碳酸鉀溶液，除去鎂離子應選氫氧化鉀溶液，除去硫酸根離子應選用氯化鋇溶液；應先除去硫酸根離子，多余的鋇離子用碳酸根離子除去，所以先滴加氯化鋇溶液；然后滴加碳酸鉀溶液，除去溶液中的鈣離子和鋇離子；最后加氫氧化鉀溶液，除去溶液中的鎂離子，多余的氫氧根離子和碳酸根離子用調節溶液PH值的方法除去，
故答案為：BaCl₂、K₂CO₃、KOH；
（4）除去溶液中的鈣離子和鎂離子后，溶液中有過量的氫氧根離子和碳酸根離子，它們屬于雜質離子，應除去，所以調節溶液的PH值以除去溶液中過量的氫氧根離子和碳酸根離子．
測定溶液PH值的方法是：取少量的PH試紙置于玻璃片上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點滴在試紙的中部，待試紙變色后，再與標準比色卡比較來確定溶液的pH值，
故答案為：溶液中過量的氫氧根離子和碳酸根離子；取少量的PH試紙置于玻璃片上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點滴在試紙的中部，待試紙變色后，再與標準比色卡比較來確定溶液的pH值；
（5）從溶液中制取晶體的方法是蒸發結晶，所用的瓷質儀器名稱是蒸發皿，故答案為：蒸發皿．
點評：本題考查了物質的分離和提純的方法，難度不大，注意除雜的原則是除去雜質且不引進新的雜質．