Question

某廢液中含有大量的K^＋、Cl^－、Br^－，還有少量的Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-。某研究性學習小組利用這種廢液來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴(Br₂)，設計了如下流程圖：

可供選擇的試劑：飽和Na₂CO₃溶液，飽和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、H₂O₂溶液、KMnO₄溶液(H^＋)、稀鹽酸。
請根據流程圖，回答相關問題：
(1)試劑a應該選用________。
(2)操作①②③④⑤的名稱是________(填序號)。

A．萃取、過濾、分液、過濾、蒸發結晶

B．萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發結晶

C．分液、萃取、過濾、過濾、蒸發結晶

D．萃取、分液、分液、過濾、蒸發結晶

(3)除去無色液體Ⅰ中的Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-，選出試劑b(試劑b代表一組試劑)所代表的試劑，按滴加順序依次是______________________(填化學式)。
(4)調節pH的作用是________，操作方法是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)操作⑤中用到的瓷質儀器名稱是__________________________________________。

Answer 1

(1)H₂O₂溶液
(2)B
(3)BaCl₂溶液、飽和K₂CO₃溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl₂溶液、飽和K₂CO₃溶液或BaCl₂溶液、KOH溶液、飽和K₂CO₃溶液)
(4)除去過量的OH^－及CO₃^2-　滴加稀鹽酸，無氣體產生時，用pH試紙測定至pH＝7
(5)蒸發皿

(1)由加入的CCl₄及得到的深紅棕色液體知，試劑a能將Br^－氧化為Br₂，試劑a應具有氧化性，所以應選用H₂O₂溶液。
(2)由流程圖知，無色液體Ⅰ中含有K^＋、Cl^－、Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-，無色液體Ⅲ中只含有K^＋、Cl^－，則試劑b的作用是除去Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-。操作①是萃取，操作②是將互不相溶的兩種液體分開——分液，操作③是將沸點不同的、互溶的兩液體分開——蒸餾，操作④是將溶液與沉淀分開——過濾，操作⑤是將KCl從其水溶液中提取出來——結晶。
(3)由于除雜時除雜試劑需過量，且不能引入新雜質，所以除去Ca^2＋，選用飽和K₂CO₃溶液；除去Mg^2＋，選用KOH溶液；除去SO₄^2-，選用BaCl₂溶液。而且只要滿足BaCl₂溶液在飽和K₂CO₃溶液之前加入即可。
(4)由以上知，無色液體Ⅱ中還含有雜質離子CO₃^2-和OH^－，需用鹽酸來除去過量的OH^－及CO₃^2-，調節pH＝7的操作方法是滴加鹽酸，無氣體產生時，用pH試紙測定至pH＝7。
(5)由于操作⑤是蒸發結晶，所以該操作用到的瓷質儀器是蒸發皿。