Question

實(shí)驗(yàn)室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-等離子的鹵水為主要原料制備無(wú)水CaCl₂和Br₂，流程如圖1：

（1）操作Ⅰ使用的試劑是

 

，所用主要儀器的名稱是

 

．
（2）加入溶液W的目的是

 

．用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺．由表中數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇的pH最大范圍是

 

．酸化溶液Z時(shí)，使用的試劑為

 

．

	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	沉淀完全時(shí)的pH
Mg2+	9.6	11.0
Ca2+	12.2	c（OH-）=1.8mol?L-1

（3）實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO₂氣體，如圖2裝置中合理的是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,常見(jiàn)氣體制備原理及裝置選擇

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：實(shí)驗(yàn)室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等離子的鹵水為主要原料制備無(wú)水CaCl₂和Br₂，應(yīng)將混合物中的Mg²⁺、SO₄^2-、Br^-等離子除去，根據(jù)流程可以看出分別加入氯氣將溶液中的Br^-氧化溴單質(zhì)，加入氯化鋇除去SO₄^2-，用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺．
（1）單質(zhì)溴極易溶于有機(jī)溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時(shí)Mg²⁺沉淀完全，pH大于12.2時(shí)，Ca²⁺開(kāi)始沉淀，所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0≤pH＜12.2；除雜時(shí)不能引入新的雜質(zhì)；
（3）CO₂的密度大于空氣中的，所以采用向上排空氣發(fā)收集CO₂氣體．若采用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，長(zhǎng)頸漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長(zhǎng)頸漏斗中揮發(fā)出來(lái)．

解答： 解：（1）氯氣具有強(qiáng)氧化性，通入氯氣后可以將溶液中的Br^-氧化溴單質(zhì)，因?yàn)閱钨|(zhì)溴極易溶于有機(jī)溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗．由流程圖可知單質(zhì)溴在下層，因此該有機(jī)溶劑的密度要比水的大且不溶于水，所以該試劑是CCl₄，故答案為：CCl₄；分液漏斗；
（2）由于SO₄^2-會(huì)與Ca²⁺結(jié)合形成微溶性的硫酸鈣而影響氯化鈣的制備，因此必需除去；由表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時(shí)Mg²⁺沉淀完全，pH大于12.2時(shí)，Ca²⁺開(kāi)始沉淀，所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0≤pH＜12.2；因?yàn)椴荒芤�入新的雜質(zhì)，所以酸化溶液Z時(shí)，使用的試劑應(yīng)該為鹽酸，
故答案為：除去溶液中的SO₄^2-；11.0≤pH＜12.2；鹽酸；
（3）實(shí)驗(yàn)室制取CO₂的特點(diǎn)是固體和液體反應(yīng)且不需要加熱，由于鹽酸易揮發(fā)，因此在收集之前需要出去揮發(fā)出HCl氣體，因?yàn)镃O₂的密度大于空氣中的，所以采用向上排空氣發(fā)收集CO₂氣體．若采用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，長(zhǎng)頸漏斗的下端必須插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長(zhǎng)頸漏斗中揮發(fā)出來(lái)，因此選項(xiàng)b、d正確，故答案為：bd．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查常見(jiàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作、儀器的使用和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，綜合性強(qiáng)，難度大．