某废液中含有大量的K+、Cl-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),设计了如

某废液中含有大量的K+、Cl-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),设计了如

题型:不详难度:来源:
某废液中含有大量的K、Cl、Br,还有少量的Ca2、Mg2、SO42-。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),设计了如下流程图:

可供选择的试剂:饱和Na2CO3溶液,饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液、KMnO4溶液(H)、稀盐酸。
请根据流程图,回答相关问题:
(1)试剂a应该选用________。
(2)操作①②③④⑤的名称是________(填序号)。
A.萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶
B.萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
C.分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶
D.萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶
(3)除去无色液体Ⅰ中的Ca2、Mg2、SO42-,选出试剂b(试剂b代表一组试剂)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中用到的瓷质仪器名称是__________________________________________。
答案
(1)H2O2溶液
(2)B
(3)BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液或BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液)
(4)除去过量的OH及CO32- 滴加稀盐酸,无气体产生时,用pH试纸测定至pH=7
(5)蒸发皿
解析
(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。
(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是将沸点不同的、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。
(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。
(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。
(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。
举一反三
正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。

发生的反应如下:
CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
 
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
水中溶解性
正丁醇
117.2
0.810 9
微溶
正丁醛
75.7
0.801 7
微溶
 
实验步骤如下:
将6.0 g Na2 Cr2O7放入100 mL烧杯中,加30 mL水溶解,再缓慢加入5 mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分。
将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0 g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由______________________。
(2)加入沸石的作用是________。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是________。
(3)上述装置图中,B仪器的名称是________,D仪器的名称是________。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是________(填正确答案标号)。
a.润湿   b.干燥   c.检漏  d.标定
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时,水在________层(填“上”或“下”)。
(6)反应温度应保持在90~95℃,其原因是__________________________________。
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下列实验操作不能达到目的的是
A.除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+:加热搅拌,加入MgCO3,过滤,加适量的盐酸
B.制备硅酸胶体:向硅酸钠水溶液中逐滴滴加稀盐酸至溶液呈强酸性
C.检验Fe2(SO43溶液中是否含有FeSO4:滴加少许酸性高锰酸钾溶液,并振荡
D.使盛有少量氢氧化镁沉淀的试管中的沉淀溶解:加入一定量的氯化铵溶液

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实验室合成环己酮的反应、装置示意图及有关数据如下:
         
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表:
物质
沸点(℃)
密度(g·cm-3, 20℃)
溶解性
环己醇
161.1(97.8)
0.9624
能溶于水
环己酮
155.6(95)
0.9478
微溶于水
饱和食盐水
108.0
1.3301
 

100.0
0.9982
 
 
括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的A中,在55~60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95 ~ 100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
①如何滴加酸性Na2Cr2O7溶液                       ,用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na2Cr2O7溶液也可氧化环己醇制环己酮,用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是            
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是                                     
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a.蒸馏,收集151~ 156℃馏分,b.过滤,c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液,d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是              (填字母)。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有     
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是                               
(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有    种不同化学环境的氢原子。
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TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下  

有关性质如下表   
物质
熔点/℃
沸点/℃
其它
CCl4
-23
76
与 TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
 
仪器A的名称是____    ,装置E中的试剂是         。反应开始前必须进行的操作是____    ;反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为____    (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是         
(2)工业上由钛铁矿(FeTO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶:FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)   FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(1)
水解;TiOSO4(aq)+2H2O(1)   H2T1O3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:

①试剂A为           。钛液I需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产率降低,原因是         
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是____       ,写出其中发生氧化还原反应的离子方程式____   。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____        (填化学式)。
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海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1) 海水中盐的开发利用:
Ⅰ.海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和_______池。
II.目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用____________________________________________。(写一点即可)
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。请回答后面的问题:

Ⅰ.海水不能直接通入到该装置中,理由是_____________________________________________。
Ⅱ. B口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:

Ⅰ.若吸收塔中的溶液含BrO3,则吸收塔中反应的离子方程式为_____________
_________________________________________。
Ⅱ.通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液?_____________________________________________________________________。
Ⅲ.向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在900C左右进行蒸馏的原因是___________________________________________________________________________。
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