Question

實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、I^-等離子的鹵水為主要原料，制備無水CaCl₂和I₂．流程如下：

（1）操作Ⅰ的方法是

 

，所用主要儀器的名稱是

 

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（2）加入溶液W的目的是除去SO₄^2-．用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺．酸化溶液Z時使用的試劑是

 

．從溶液V中再得到I₂的操作方法是

 

（3）實驗室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO₂氣體，下列裝置中合理的是

 

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（4）模擬以下凈化Cl₂流程：Cl₂→飽和N_aCl溶液→濃H₂SO₄→純凈Cl₂設(shè)計合理實驗驗證H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
供選的試劑：CO₂、SO₂、Na₂CO₃溶液、NaHCO₃溶液、NaHSO₃溶液、蒸餾水、澄清石灰水、酸性KMnO₄ 溶液、品紅溶液、pH試紙．SO₂→

 

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Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、I^-等離子的鹵水為主要原料制備無水CaCl₂和I₂，應(yīng)將混合物中的Mg²⁺、SO₄^2-、I^-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I^-氧化碘單質(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)碘極易溶于有機(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）應(yīng)加入鹽酸除雜，防止引入新雜質(zhì)，溶液V為碘的四氯化碳溶液，可用蒸餾的方法分離；
（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．若采用長頸漏斗時，長頸漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長頸漏斗中揮發(fā)出來；
（4）要檢驗酸性強(qiáng)弱，可以采用多種方法，例如利用水解原理（酸越弱相應(yīng)的強(qiáng)堿鹽就越易水解），也可以利用較強(qiáng)的酸制取較弱的酸來檢驗．

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I^-氧化碘單質(zhì)，因為單質(zhì)碘極易溶于有機(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)碘在下層，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：萃取和分液；分液漏斗；
（2）應(yīng)加入鹽酸除雜，防止引入新雜質(zhì)，溶液V為碘的四氯化碳溶液，可用蒸餾的方法分離，故答案為：鹽酸；蒸餾；
（3）實驗室制取CO₂的特點是固體和液體反應(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，因為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．若采用長頸漏斗時，長頸漏斗的下端必須插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長頸漏斗中揮發(fā)出來，因此選項b、d正確，故答案為：b、d；
（4）檢驗酸性強(qiáng)弱，由于SO₂和CO₂氣體均可以使飽和石灰水變混濁，所以CO₂氣體在通入飽和石灰水之前必需除去CO₂氣體中混有的SO₂氣體，實驗順序為將SO₂氣體依次通過NaHCO₃（Na₂CO₃）溶液、酸性KMnO₄溶液、品紅溶液、澄清石灰水．品紅溶液不褪色、且澄清石灰水變混濁，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃．
故答案為：SO₂→NaHCO₃或Na₂CO₃溶液→酸性KMnO₄溶液→品紅溶液→澄清石灰水．

點評：本題考查物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目涉及常見的基本實驗操作、儀器的使用、離子的除雜和實驗方案設(shè)計，綜合性強(qiáng)，題目難度較大，注意除雜試劑的選擇．