Question

某鹽鹵礦抽出的廢液中含有大量的K⁺、Cl^-、Br^-，及少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-．某研究性學習小組擬取該廢液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：

現有可供選擇的a、b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．請根據以上流程，回答相關問題：
（1）試劑a應選

H₂O₂

，該反應在酸性環境中完成，其離子方程式為

H₂O₂；H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O

．
（2）操作①、②、③、④、⑤的名稱依次為

D

（選填字母）．
A．萃取、過濾、分液、過濾、蒸發結晶    B．萃取、分液、分液、過濾、蒸發結晶
C．分液、萃取、過濾、過濾、蒸發結晶    D．萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發結晶
（3）操作⑤中用到的瓷質儀器名稱是

蒸發皿

．
（4）選出除去無色液體I中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-離子所需的試劑，按滴加順序依次為

BaCl₂、KOH、K₂CO₃

（填化學式）．
（5）調節pH的作用是

除去過量的OH^-、CO₃^2-

．

Answer 1

分析：（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；根據反應物和生成物寫出離子方程式；
（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，是蒸發結晶．
（3）操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體，是蒸發結晶，用蒸發皿；
（4）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⁺；由于加入的KOH、K₂CO₃是過量的，所以要調節PH除去多余的OH^-、CO₃^2-；

解答：解：（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；在酸性條件下，H₂O₂與Br^-反應生成溴單質和水，其離子方程式為：H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O，故答案為：H₂O₂；H₂O₂+2Br^-+2H⁺=Br₂+2H₂O；
（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、蒸發結晶；故答案為：D；
（3）操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體，是蒸發結晶，用蒸發皿，故答案為：蒸發皿；
（4）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；由于加入的KOH、K₂CO₃是過量的，所以要調節PH除去多余的OH^-、CO₃^2-；
故答案為：BaCl₂、KOH、K₂CO₃；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．