Question

8．溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂，具有易溶于水，易吸潮等性质．实验室用工业大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等杂质）制备溴化钙的主要流程如图1：完成下列填空：

（1）上述使用的氢溴酸（HBr溶液）的质量分数为26%，若用47%的氢溴酸配制1.2mol/L的氢溴酸的氢溴酸500mL，所需的玻璃仪器有玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管、500mL容量瓶．
（2）已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH₄⁺．步骤Ⅱ加入的试剂a是石灰水，步骤Ⅳ的目的是除去过量的氢氧化钙．
（3）步骤Ⅴ所含的操作依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冷水洗涤．
冷水洗涤的目的是洗去晶体表面可溶性杂质，减少晶体损失．
（4）某工业尾气中含有CO、CO₂、SO₂气体，利用如图2装置对尾气进行分步吸收（不转化）或收集．
①A中盛放的溶液是d（填字母）．
a．NaOH 溶液   b．Na₂CO₃ 溶液  c．稀硝酸     d．KMnO₄溶液
②C中收集的气体是CO（填化学式）．
③B中盛有苛性钠溶液，写出该反应的离子方程式：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-）．

Answer 1

分析 工业大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等杂质）制备溴化钙，工业大理石加入氢溴酸酸溶生成溴化钙、溴化铝、溴化铁，然后向溶液中加入试剂a，目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，除杂时要除去杂质且不引进新的杂质，Al³⁺和Fe³⁺能和碱反应生成沉淀，所以a应该选取石灰水；然后过滤，滤去沉淀；向滤液中加入氢溴酸，目的是除去过量的氢氧化钙，最后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CaBr₂•6H₂O；最后加热固体得到较纯净的CaBr₂；
（1）根据仪器的用途选取仪器；
（2）已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH₄⁺，步骤Ⅱ加入的试剂a要除去，Al³⁺和Fe³⁺且不能引进新的杂质；滤液中含有过量的氢氧化钙，影响溴化钙制取，所以要除去过量氢氧化钙；
（3）从溶液中获取晶体应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤方法；洗涤的目的是洗去晶体表面的杂质；
（4）某工业尾气中含有CO、CO₂、SO₂气体，利用如图2装置对尾气进行分步吸收（不转化）或收集，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，能和碱反应，二氧化硫还具有还原性，CO是不成盐氧化物，且不溶于水．

解答 解：工业大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等杂质）制备溴化钙，工业大理石加入氢溴酸酸溶生成溴化钙、溴化铝、溴化铁，然后向溶液中加入试剂a，目的是除去Al³⁺和Fe³⁺，除杂时要除去杂质且不引进新的杂质，Al³⁺和Fe³⁺能和碱反应生成沉淀，所以a应该选取石灰水；然后过滤，滤去沉淀；向滤液中加入氢溴酸，目的是除去过量的氢氧化钙，最后将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CaBr₂•6H₂O；最后加热固体得到较纯净的CaBr₂；
（1）上述使用的氢溴酸（HBr溶液）的质量分数为26%，若用47%的氢溴酸配制1.2mol/L的氢溴酸的氢溴酸500mL，所需的玻璃仪器除了玻璃棒、量筒、烧杯外，还需要定容的胶头滴管，配制溶液的500mL容量瓶，故答案为：胶头滴管、500mL容量瓶；
（2）已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH₄⁺，步骤Ⅱ加入的试剂a要除去，Al³⁺和Fe³⁺且不能引进新的杂质，则应该选取石灰水溶液；滤液中含有过量的氢氧化钙，影响溴化钙制取，所以要除去过量氢氧化钙，则IV的目的是除去过量的氢氧化钙，
故答案为：石灰水；除去过量的氢氧化钙；
（3）从溶液中获取晶体应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤方法；在晶体表面吸附有杂质，所以洗涤的目的是洗去晶体表面的杂质，减少晶体损失，故答案为：冷却结晶；洗去晶体表面可溶性杂质，减少晶体损失；
（4）某工业尾气中含有CO、CO₂、SO₂气体，利用如图2装置对尾气进行分步吸收（不转化）或收集，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，能和碱反应，二氧化硫还具有还原性，CO是不成盐氧化物，且不溶于水；①因为要分步处理，应该先除去二氧化硫，二氧化硫具有还原性，应该用强氧化性物质除杂，且不能引进新的杂质，所以用高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，故选d；
②然后用碱液吸收二氧化碳，则B吸收二氧化碳，CO不溶于水，且不和酸性高锰酸钾、碱液反应，所以C中收集到的气体是CO，
故答案为：CO；
③二氧化碳是酸性氧化物，能和氢氧化钠反应生成盐和水，离子反应方程式为CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-），
故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O（或CO₂+OH^-=HCO₃^-）．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生实验操作、整体分析能力，需要学生有较扎实的基本知识、基本操作能力，明确各个步骤实验原理及物质性质是解本题关键，题目难度中等．