Question

17．溴化鈣具有易溶于水，易吸潮的性質(zhì)，可用作阻燃劑、制冷劑，實驗室用工業(yè)大理石（主要雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵）制備溴化鈣的主要流程圖如圖所示．

（1）試劑A的名稱是氫溴酸；
（2）B溶液加入氨水的目的是除去Fe³⁺，確定加入氨水的目的已經(jīng)實現(xiàn)的方法是靜置，向上層清液中繼續(xù)加氨水，若不再產(chǎn)生沉淀，說明Fe³⁺已經(jīng)全部沉淀；
（3）本實驗需要多次使用玻璃棒，則本實驗中玻璃棒的主要作用是引流；
（4）C溶液中加入碳酸氫銨時的另一現(xiàn)象是產(chǎn)生氣體，寫出C與碳酸氫銨反應(yīng)的離子方程式Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂+H₂O；
（5）操作Ⅳ所含的主要過程依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；
（6）制得的溴化鈣可以通過如下步驟測定其純度：
①稱量8.50g無水溴化鈣樣品，
②溶解，
③滴入足量硝酸銀溶液，充分反應(yīng)后過濾，
④烘干、冷卻（填操作過程），
⑤稱量．若得到15.04g溴化銀，則溴化鈣的純度為94.12%（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 工業(yè)大理石（主要雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵），加氫溴酸溶解，二氧化硅不溶于氫溴酸，過濾，不溶物為二氧化硅，溶液B含有Ca²⁺、Fe³⁺，加入氨水使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，操作II為過濾，沉淀X為氫氧化鐵，C溶液含Ca²⁺，C溶液中加入碳酸氫銨，生成二氧化碳、碳酸鈣等，操作III為過濾，過濾得到E為碳酸鈣，再加氫溴酸溶解，得到溴化鈣溶液，可除去過量的氫氧化鈣，然后經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶可得到溴化鈣晶體；
（1）根據(jù)流程中E加A得到溴化鈣判斷；
（2）加氨水除去鐵離子；繼續(xù)加氨水，觀察現(xiàn)象；
（3）過濾時用玻璃棒引流；
（4）鈣離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳和碳酸鈣沉淀；
（5）根據(jù)從溶液中提取溶質(zhì)的操作分析；
（6）④對濾渣洗滌，除去表面吸附的離子，然后烘干、冷卻；
根據(jù)CaBr₂～2AgBr可求CaBr₂的質(zhì)量為，進而計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：工業(yè)大理石（主要雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵），加氫溴酸溶解，二氧化硅不溶于氫溴酸，過濾，不溶物為二氧化硅，溶液B含有Ca²⁺、Fe³⁺，加入氨水使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，操作II為過濾，沉淀X為氫氧化鐵，C溶液含Ca²⁺，C溶液中加入碳酸氫銨，生成二氧化碳、碳酸鈣等，操作III為過濾，過濾得到E為碳酸鈣，再加氫溴酸溶解，得到溴化鈣溶液，可除去過量的氫氧化鈣，然后經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶可得到溴化鈣晶體；
（1）根據(jù)流程中E加A得到溴化鈣可知，A為氫溴酸，故答案為：氫溴酸；
（2）溶液中加氨水，鐵離子會轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾即可除去鐵離子；懸濁液靜置后，在上層清液中繼續(xù)加氨水，若不再產(chǎn)生沉淀，說明Fe³⁺已經(jīng)全部沉淀；
故答案為：除去Fe³⁺；靜置，向上層清液中繼續(xù)加氨水，若不再產(chǎn)生沉淀，說明Fe³⁺已經(jīng)全部沉淀；
（3）操作I、II、III均為分離固液混合物，為過濾，過濾時用玻璃棒引流，故答案為：引流；
（4）C溶液中加入碳酸氫銨時上層碳酸鈣沉淀，另一現(xiàn)象是產(chǎn)生氣體，則反應(yīng)為鈣離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化碳和碳酸鈣沉淀，其反應(yīng)的離子方程式為：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂+H₂O；
故答案為：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂+H₂O；
（5）步驟Ⅴ的結(jié)果從溶液中得到CaBr₂•6H₂O，因此其操作步驟為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾；
（6）④對濾渣洗滌，除去表面吸附的離子，然后烘干、冷卻；
CaBr₂ ～2AgBr
200     376
xg   15.04g
故CaBr₂的質(zhì)量為x=$\frac{15.04g×200}{376}$=8g，
溴化鈣的純度為=$\frac{8g}{8.50g}$×100%=94.12%；
故答案為：烘干、冷卻；94.12%．

點評 本題以工藝流程的形式考查化學(xué)實驗基本操作、計算、操作目的等，難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本扎實的基礎(chǔ)與分析問題、解決問題的能力．