Question

【題目】溴化鈣晶體(CaBr2·2H2O)為白色固體，易溶于水，可用于制造滅火劑、制冷劑等。一種制備溴化鈣晶體的工藝流程如下：

(1)實驗室模擬海水提溴的過程中，用苯萃取溶液中的溴，分離溴的苯溶液與水層的操作是(裝置如下圖）：使玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，將活塞擰開，使下面的水層慢慢流下，待有機層和水層界面與活塞上口相切即關閉活塞，______________。

(2)“合成”的化學方程式為___________________。 “合成”溫度控制在70℃以下，其原因是__________。投料時控制n(Br2)：n(NH3)= 1：0.8，其目的是__________________。

(3)“濾渣”的主要成分為_________________(填化學式）。

(4)“濾液”呈強堿性，其中含有少量BrO-、BrO3-，請補充從“濾液”中提取CaBr2·2H2O的實驗操作：加熱驅除多余的氨，______________。[實驗中須使用的試劑有：氫溴酸、活性炭、乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有：砂芯漏斗，真空干燥箱]

Answer 1

【答案】 將上層液體從上口倒入另一燒杯中 3CaO+3Br2+2NH3═3CaBr2+N2↑+3H2O 溫度過高，Br2、NH3易揮發 確保Br2被充分還原 Ca(OH)2 用氫溴酸調節濾液呈酸性，加入活性炭脫色，用砂芯漏斗過濾，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、用砂芯漏斗過濾、用乙醇洗滌干凈后，在真空干燥箱中干燥

【解析】 (1)用苯萃取溶液中的溴，分離溴的苯溶液與水層的操作是：使玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔，將活塞擰開，使下面的水層慢慢流下，待有機層和水層界面與活塞上口相切即關閉活塞，將上層液體從上口倒入另一燒杯中，故答案為：將上層液體從上口倒入另一燒杯中；

(2)根據流程圖，“合成”過程中，氧化鈣、液氨、液溴和水反應生成氮氣、溴化鈣等，反應的化學方程式為3CaO+3Br2+2NH3═3CaBr2+N2↑+3H2O；液溴和液氨容易揮發， “合成”溫度應控制在70℃以下；投料時控制n(Br2)：n(NH3)= 1：0.8，可以確保Br2被充分還原，故答案為：3CaO+3Br2+2NH3═3CaBr2+N2↑+3H2O；溫度過高，Br2、NH3易揮發；確保Br2被充分還原；

(3)氧化鈣與水反應生成的氫氧化鈣微溶于水，因此“濾渣”的主要成分為Ca(OH)2，故答案為：Ca(OH)2；

(4)“濾液”呈強堿性，其中含有少量BrO-、BrO3-，二者能夠在酸性條件下與溴離子反應生成溴，從而可以用活性炭吸附除去，在洗滌時可以用乙醇洗滌，減少溴化鈣晶體的損失，也便與干燥。因此從“濾液”中提取CaBr2·2H2O的實驗操作：加熱驅除多余的氨，用氫溴酸調節濾液呈酸性，加入活性炭脫色，用砂芯漏斗過濾，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、用砂芯漏斗過濾、用乙醇洗滌干凈后，在真空干燥箱中干燥，故答案為：用氫溴酸調節濾液呈酸性，加入活性炭脫色，用砂芯漏斗過濾，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、用砂芯漏斗過濾、用乙醇洗滌干凈后，在真空干燥箱中干燥。