Question

8．溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑，具有易溶于水，易吸潮等性質．實驗室用工業大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等雜質）制備溴化鈣的主要流程如圖1：完成下列填空：

（1）上述使用的氫溴酸（HBr溶液）的質量分數為26%，若用47%的氫溴酸配制1.2mol/L的氫溴酸的氫溴酸500mL，所需的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、燒杯、膠頭滴管、500mL容量瓶．
（2）已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH₄⁺．步驟Ⅱ加入的試劑a是石灰水，步驟Ⅳ的目的是除去過量的氫氧化鈣．
（3）步驟Ⅴ所含的操作依次是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、冷水洗滌．
冷水洗滌的目的是洗去晶體表面可溶性雜質，減少晶體損失．
（4）某工業尾氣中含有CO、CO₂、SO₂氣體，利用如圖2裝置對尾氣進行分步吸收（不轉化）或收集．
①A中盛放的溶液是d（填字母）．
a．NaOH 溶液   b．Na₂CO₃ 溶液  c．稀硝酸     d．KMnO₄溶液
②C中收集的氣體是CO（填化學式）．
③B中盛有苛性鈉溶液，寫出該反應的離子方程式：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-）．

Answer 1

分析 工業大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等雜質）制備溴化鈣，工業大理石加入氫溴酸酸溶生成溴化鈣、溴化鋁、溴化鐵，然后向溶液中加入試劑a，目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，除雜時要除去雜質且不引進新的雜質，Al³⁺和Fe³⁺能和堿反應生成沉淀，所以a應該選取石灰水；然后過濾，濾去沉淀；向濾液中加入氫溴酸，目的是除去過量的氫氧化鈣，最后將溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到CaBr₂•6H₂O；最后加熱固體得到較純凈的CaBr₂；
（1）根據儀器的用途選取儀器；
（2）已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH₄⁺，步驟Ⅱ加入的試劑a要除去，Al³⁺和Fe³⁺且不能引進新的雜質；濾液中含有過量的氫氧化鈣，影響溴化鈣制取，所以要除去過量氫氧化鈣；
（3）從溶液中獲取晶體應該采用蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾方法；洗滌的目的是洗去晶體表面的雜質；
（4）某工業尾氣中含有CO、CO₂、SO₂氣體，利用如圖2裝置對尾氣進行分步吸收（不轉化）或收集，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，能和堿反應，二氧化硫還具有還原性，CO是不成鹽氧化物，且不溶于水．

解答 解：工業大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等雜質）制備溴化鈣，工業大理石加入氫溴酸酸溶生成溴化鈣、溴化鋁、溴化鐵，然后向溶液中加入試劑a，目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，除雜時要除去雜質且不引進新的雜質，Al³⁺和Fe³⁺能和堿反應生成沉淀，所以a應該選取石灰水；然后過濾，濾去沉淀；向濾液中加入氫溴酸，目的是除去過量的氫氧化鈣，最后將溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到CaBr₂•6H₂O；最后加熱固體得到較純凈的CaBr₂；
（1）上述使用的氫溴酸（HBr溶液）的質量分數為26%，若用47%的氫溴酸配制1.2mol/L的氫溴酸的氫溴酸500mL，所需的玻璃儀器除了玻璃棒、量筒、燒杯外，還需要定容的膠頭滴管，配制溶液的500mL容量瓶，故答案為：膠頭滴管、500mL容量瓶；
（2）已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH₄⁺，步驟Ⅱ加入的試劑a要除去，Al³⁺和Fe³⁺且不能引進新的雜質，則應該選取石灰水溶液；濾液中含有過量的氫氧化鈣，影響溴化鈣制取，所以要除去過量氫氧化鈣，則IV的目的是除去過量的氫氧化鈣，
故答案為：石灰水；除去過量的氫氧化鈣；
（3）從溶液中獲取晶體應該采用蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾方法；在晶體表面吸附有雜質，所以洗滌的目的是洗去晶體表面的雜質，減少晶體損失，故答案為：冷卻結晶；洗去晶體表面可溶性雜質，減少晶體損失；
（4）某工業尾氣中含有CO、CO₂、SO₂氣體，利用如圖2裝置對尾氣進行分步吸收（不轉化）或收集，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，能和堿反應，二氧化硫還具有還原性，CO是不成鹽氧化物，且不溶于水；①因為要分步處理，應該先除去二氧化硫，二氧化硫具有還原性，應該用強氧化性物質除雜，且不能引進新的雜質，所以用高錳酸鉀溶液吸收二氧化硫，故選d；
②然后用堿液吸收二氧化碳，則B吸收二氧化碳，CO不溶于水，且不和酸性高錳酸鉀、堿液反應，所以C中收集到的氣體是CO，
故答案為：CO；
③二氧化碳是酸性氧化物，能和氫氧化鈉反應生成鹽和水，離子反應方程式為CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-），
故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-）．

點評 本題考查物質制備，為高頻考點，側重考查學生實驗操作、整體分析能力，需要學生有較扎實的基本知識、基本操作能力，明確各個步驟實驗原理及物質性質是解本題關鍵，題目難度中等．