Question

某矿抽出的废液中含有大量的K^＋、Cl^－、Br^－，还有少量的Ca^2＋、Mg^2＋、SO。某研究性学习小组获取这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br₂)，他们设计了如下流程：

可供试剂a、b的选择试剂：饱和Na₂CO₃溶液、饱和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、H₂O₂溶液、稀盐酸。(已知：2Br^－+2H⁺+H₂O₂=Br₂+2H₂O)

请根据以上流程，回答相关问题：

（1）试剂a应该选用_________________。

（2）操作①、②、③、④、⑤的名称是______________________________(填字母)。

A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发     B．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发

C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发     D．萃取、分液、分液、过滤、蒸发

（3）除去无色液体Ⅰ中的Ca^2＋、Mg^2＋、SO，选出b所代表的试剂，按滴加顺序依次是______________(填化学式)。

（4）调节pH的作用是________________，操作方法是_________________。

（5）操作⑤中用到的瓷质仪器的名称是__________________。

Answer

（1）H2O2溶液（2）B

（3）BaCl2、K2CO3、KOH (或KOH、BaCl2、K2CO3或BaCl2、KOH、K2CO3)

（4）中和过剩的KOH及K2CO3；滴加稀盐酸无无气体产生，用pH试纸测定至pH＝7

（5）蒸发皿

【解析】

试题分析：制备流程为：废液中加入双氧水，将溴离子氧化成溴单质，然后加入四氯化碳后通过萃取、分液分离出溴，通过操作③蒸馏得到四氯化碳和溴单质；无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-，分别加入BaCl2、K2CO3、KOH溶液过滤后得到无色溶液Ⅱ和固体A，再调节溶液Ⅱ的pH萃取碳酸根离子、氢氧根离子，得到无色溶液Ⅲ，最后通过蒸发结晶获得氯化钾固体，

（1）由加入的CCl4及得到的深红棕色液体知，试剂a能将Br-氧化为Br2，试剂a应具有氧化性，所以应选用H2O2溶液。故答案为：H2O2；

（2）由流程图知，无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-，无色液体Ⅲ中只含有K+、Cl-，则试剂b的作用是除去Ca2+、Mg2+、SO42-；操作①是萃取，操作②是将互不相溶的两种液体分开-分液，操作③是将沸点不同、互溶的两液体分开-蒸馏，操作④是将溶液与沉淀分开-过滤，操作⑤是将KCl从其水溶液中提取出来-结晶，操作①、②、③、④、⑤的名称是：萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶，则B正确。故答案为：B；

（3）由于除杂时除杂试剂需过量，且不能引入新杂质，所以除去Ca2+，选用饱和K2CO3溶液；除去Mg2+，选用KOH溶液；除去SO42-，选用BaCl2溶液．而且只要满足BaCl2溶液在饱和K2CO3溶液之前加入即可。故答案为：BaCl2、K2CO3、KOH（或KOH、BaCl2、K2CO3或BaCl2、KOH、K2CO3）；

（4）由以上知，无色液体Ⅱ中还含有杂质离子CO32-和OH-，需用盐酸来除去过量的OH-及CO32-，调节pH=7的操作方法是滴加盐酸，无气体产生时，用pH试纸测定至pH=7。故答案为：中和过剩的KOH及K2CO3；滴加稀盐酸，无气体产生时，用pH试纸测定至pH=7；

（5）由于操作⑤是蒸发结晶，所以该操作用到的瓷质仪器是蒸发皿。故答案为：蒸发皿。

考点：考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

【名师点睛】本题综合考查了混合物的分离与提纯方法的综合应用，题目难度中等，是考查学生基本实验能力的一道好题，注意掌握物质分离、提纯方法及化学实验基本操作方法，明确选择除杂试剂时不能引入新的杂质，过量的试剂需要通过后面的试剂除去。根据图示可知，制备流程为：废液中加入双氧水，将溴离子氧化成溴单质，然后加入四氯化碳后通过萃取、分液分离出溴，通过操作③蒸馏得到四氯化碳和溴单质；无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-，分别加入BaCl2、K2CO3、KOH溶液过滤后得到无色溶液Ⅱ和固体A，再调节溶液Ⅱ的pH萃取碳酸根离子、氢氧根离子，得到无色溶液Ⅲ，最后通过蒸发结晶获得氯化钾固体。据此进行分析。