Question

18．实验室以含有少量的CaCl₂、MgSO₄和MgBr₂等物质的卤水100g为主要原料制备无水CaCl₂和Br₂，流程如图1：
提示：Cl₂、Br₂在汽油中的溶解度大于在水中的溶解度

（1）根据图中信息，写出由MgBr₂制备Br₂的化学方程式Cl₂+MgBr₂=MgCl₂+Br₂．
（2）加入适量溶液W的目的是除去混合溶液中的硫酸根离子．
（3）加入CaO后所得沉淀可以治疗胃酸过多，为了得到纯净的沉淀，过滤后必须洗涤，如何证明沉淀洗涤干净，请简述实验操作将沉淀最后一次洗涤的溶液中加入碳酸钠溶液，观察是否有沉淀产生，若无明显现象，则证明沉淀已经清洗干净．
（4）100g卤水中提取到Br₂的质量为1.6g，使MgCl₂正好完全沉淀需加入CaO的质量为1.12g，则MgSO₄在100g卤水中的质量分数为1.2%．
（5）酸化溶液Z时，使用的试剂为盐酸．
（6）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO₂气体，图2装置中合理的是b．

Answer 1

分析 （1）根据反应的原理以及化学方程式的写法来分析；
（2）根据反应要求需要除去硫酸根离子；
（3）检验沉淀最后一次洗涤的溶液中是否存在其他离子；
（4）根据化学反应中元素的质量保持不变以及化学方程式的相关计算来分析；
（5）根据酸化的目的来分析；
（6）CO₂的密度大于空气中的，所以采用向上排空气发收集CO₂气体．若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止CO₂气体从长颈漏斗中挥发出来．

解答 解：（1）氯气与溴化镁溶液反应生成氯化镁和溴；故填：Cl₂+MgBr₂=MgCl₂+Br₂；
（2）由于SO₄^2-会与Ca²⁺结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必需除去；故填：除去混合溶液中的硫酸根离子；
（3）将沉淀最后一次洗涤的溶液中加入碳酸钠溶液，观察是否有沉淀产生；故填：将沉淀最后一次洗涤的溶液中加入碳酸钠溶液，观察是否有沉淀产生，若无明显现象，则证明沉淀已经清洗干净；
（4）解：设生成1.6gBr₂的同时生成氯化镁的质量为x，则
Cl₂+MgBr₂=MgCl₂+Br₂
          95    160
          x     1.6g
$\frac{95}{160}$=$\frac{x}{1.6g}$
x=0.95g
设与氢氧化钙反应需要氯化镁的质量为y
CaO+H₂O=Ca（OH）₂，Ca（OH）₂+MgCl₂=CaCl₂+Mg（OH）₂↓
CaO～MgCl₂
56    95
1.12g y
$\frac{56}{95}=\frac{1.12g}{y}$
y=1.9g
则硫酸镁与氯化钡反应生成氯化镁的质量为：1.9g-0.95g=0.95g
设生成0.95g氯化镁需要硫酸镁的质量为z，则
MgSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+MgCl₂
120                 95
 z                  0.95g
$\frac{120}{95}=\frac{z}{0.95g}$
z=1.2g
MgSO₄在100g卤水中的质量分数为$\frac{1.2g}{100g}×100%$=1.2%．故填：1.2%；
（5）溶液z中含有氯化钙和氢氧化钙，加入适量的稀盐酸将氢氧化钙转化为氯化钙，故填：盐酸；
（6）实验室制取CO₂的特点是固体和液体反应且不需要加热，由于盐酸易挥发，因此在收集之前需要出去挥发出HCl气体，因为CO₂的密度大于空气中的，所以采用向上排空气发收集CO₂气体．若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必须插入到溶液中，以防止CO₂气体从长颈漏斗中挥发出来，因此选项b正确，故答案为：b．

点评 本题主要考查常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案设计，综合性强，平时注意相关知识的积累．