Question

柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K⁺、Mg²⁺、Br^一、SO₄^2一、Cl^一等），来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br₂），他们设计了如下流程：

请根据以上流程，回答相关问题：

（1）操作②的所需的主要仪器是      。

（2）参照下图溶解度曲线，得到的固体A的主要成分是         （填化学式）。

（3）同学甲提出一些新的方案，对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯，其方案如下：

【有关资料】

化学式	BaCO3	BaSO4	Ca（OH）2	MgCO3	Mg（OH）2
Ksp	8.1×10一9	1.08×10一10	1.0×10一4	3.5×10一5	1.6×10一11

 

【设计除杂过程】

a、已知试剂B是K₂CO₃溶液，则溶液A的主要成分是               （填化学式）。

【获取纯净氯化钾】

b、对溶液B加热并不断滴加l mol· L^－1的盐酸溶液，同时用pH试纸检测溶液，直至pH=5时停止加盐酸，得到溶液C。该操作的目的是                             。将溶液C倒入蒸发皿中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到出现较多晶体时，停止加热。

【问题讨论】

c、进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg²⁺除尽，根据提供的数据计算，此时溶液B中Mg²⁺物质的量浓度为             。

 

Answer 1

【答案】

（1）分液漏斗       （2）MgSO₄

（3）a、Ba(OH)₂     b、除去未反应的OH^－和CO₃^2－   c、1.6×10^－7mol/L     

【解析】

试题分析：（1）加入氧化剂将Br^一变为Br₂，加入的CCl₄作萃取剂，将溶液中的Br₂提取出来，则操作①②分别是萃取、分液，所用主要仪器是分液漏斗、烧杯；（2）操作③④分别是蒸馏或分馏、趁热过滤，根据溶解度曲线，只有MgSO₄的溶解度随温度升高而逐渐减小，因此固体A是MgSO₄，而MgCl₂、KCl固体都需要蒸发浓缩、冷却结晶才能得到；（3）溶液A的目的是除去溶液中Mg²⁺、SO₄^2一，根据K_sp越小的物质越先沉淀完全，因此应选含OH^－和Ba²⁺的物质，即需要加入过量的Ba(OH)₂溶液；加入过量K₂CO₃溶液的目的是除去Ba²⁺，而过量的OH^－和CO₃^2一则需要适量盐酸除去；pH=12，则c(H⁺)=10^—12mol/L，c(OH^—)=K_w/c(H⁺)=10^—2mol/L；悬浊液中存在如下平衡：Mg(OH)₂(s) Mg²⁺+2OH^—，则K_sp[Mg(OH)₂]=c(Mg²⁺)·c²(OH^—)，代入有关数据计算可得：c(Mg²⁺)= mol/L= 1.6×10^—7mol/L。

考点：考查物质制备型工艺流程题，涉及混合物分离提纯的操作方法、仪器、除杂试剂的选择及目的解释、溶度积的应用和计算等考点。