Question

实验室需要制备纯净的氯化钾晶体．现有含少量KBr和K₂SO₄的氯化钾样品，按照图1所示的实验方案进行提纯．

（1）操作Ⅰ的名称

 

，操作Ⅱ所需的玻璃仪器有酒精灯和

 

．
（2）若用硝酸钡来代替氯化钡，是否可行？请说明理由．

 

．
（3）若实验所得固体甲、乙的质量分别为W₁g和W₂g，则样品中KBr的质量分数计算式为

 

．
（4）某同学对该实验方案提出质疑，他认为加适量氯化钡溶液不容易控制，应加入过量氯化钡溶液，请你按他的思路，写出实验流程图2中所用试剂、所得产物的化学式和相应操作的名称，A

 

，B

 

，滤液C

 

，操作Ⅱ

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：样品加水溶解后，加入适量的氯化钡溶液，得到的沉淀甲为BaSO₄，根据BaSO₄的质量可确定样品中K₂SO₄的质量分数；滤液中含有氯化钾和溴化钾，在氯气中通入过量氯气，经蒸发、浓缩、冷却结晶可得到氯化钾，如在实验中加入过量的氯化钡，则过滤后得到的滤液中含有氯化钾、溴化钾以及氯化钡，应加入过量的碳酸钾，过滤后在滤液中分别加热盐酸和氯气，然后蒸发结晶可得到氯化钾，以此解答．

解答： 解：（1）操作I用于分离固体和液体混合物，应为过滤操作，操作Ⅱ为蒸发，需要的玻璃仪器有玻璃棒和酒精灯，
故答案为：过滤；玻璃棒；
（2）若用硝酸钡来代替氯化钡，则硝酸根在溶液中不能除掉，故答案为：不可行，因为用硝酸钡代替氯化钡会引入硝酸钾杂质；
（3）沉淀甲为BaSO₄，n（BaSO₄）=

W1g

233g/mol

=

W1

233

mol，则n（K₂SO₄）=

W1

233

mol，m（K₂SO₄）=

W1

233

mol×174g/mol，
则原混合物中KCl、KBr总质量为：Wg-W₁g×

174

233

，
K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2KCl
            233     149
            W₁g     W₁g×

149

233

原混合物中KCl、与氯气与KBr反应生成的KCl的总质量为：W₂g-W₁g×

149

233

，
Cl₂+2KBr═2KCl+Br₂ 质量差
    238             89
   m（KBr）[Wg-W₁g×

174

233

-（W₂g-W₁g×

149

233

）]
故m（KBr）=

238

89

×（W-W2-

25W1

233

）
则溴化钾的质量分数为=

m(KBr)

W

×100%=

238

89W

×（W-W2-

25W1

233

）×100%；
故答案为：

238

89W

×（W-W2-

25W1

233

）×100%；
（4）氯化钾、溴化钾、硫酸钾中硫酸钾能与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，过滤后滤液中含有氯化钾、溴化钾和过量的氯化钡，然后加入过量碳酸钾，会和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钾，过滤得到BaCO₃沉淀，滤液中含有氯化钾、溴化钾和过量的碳酸钾，在此基础上加入过量盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，可以将碳酸根离子除掉，然后通入氯气，溴化钾会与氯气反应生成氯化钾和溴单质，经蒸发浓缩、冷却结晶可得到纯净的KCl，
故答案为：BaSO₄；K₂CO₃；KCl、KBr、K₂CO₃；蒸发浓缩、冷却结晶（或蒸发结晶）．

点评：本题综合考查物质的制备和提纯等知识，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的操作原理和步骤，把握相关物质的性质，难度中等．注意固体乙中氯化钾既有原混合物中的又有反应生成的部分，为易错点．