Question

9．實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-等離子的鹵水為主要原料制備無水CaCl₂和Br₂，流程如下：

（1）操作Ⅰ使用的試劑是四氯化碳，所用的主要儀器名稱是分液漏斗．
（2）加入溶液W的目的是除去溶液中的SO₄^2-．用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺．由表中數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇的pH最大范圍是11.0≤pH＜12.2．酸化溶液Z時，使用的試劑為鹽酸．

	開始沉淀時的pH	沉淀完全時的pH
Mg2+	9.6	11.0
Ca2+	12.2	c（OH-）=1.8mol•L-1

Answer 1

分析 實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、Br^-等離子的鹵水為主要原料制備無水CaCl₂和Br₂，應將混合物中的Mg²⁺、SO₄^2-、Br^-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Br^-氧化溴單質(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)溴極易溶于有機溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時Mg²⁺沉淀完全，pH大于12.2時，Ca²⁺開始沉淀，所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0≤pH＜12.2；除雜時不能引入新的雜質(zhì)．

解答 解：（1）氯氣具有強氧化性，通入氯氣后可以將溶液中的Br^-氧化溴單質(zhì)，因為單質(zhì)溴極易溶于有機溶劑，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)溴在下層，因此該有機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：CCl₄；分液漏斗；
（2）由于SO₄^2-會與Ca²⁺結(jié)合形成微溶性的硫酸鈣而影響氯化鈣的制備，因此必需除去；由表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時Mg²⁺沉淀完全，pH大于12.2時，Ca²⁺開始沉淀，所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0≤pH＜12.2；因為不能引入新的雜質(zhì)，所以酸化溶液Z時，使用的試劑應該為鹽酸，故答案為：除去溶液中的SO₄^2-；11.0≤pH＜12.2；鹽酸．

點評 本題主要考查常見的基本實驗操作、儀器的使用和實驗方案設計，綜合性強，難度中等，建議學生多重視基礎知識的學習，著力提高分析問題、解決問題的能力．