Question

17．溴化鈣具有易溶于水，易吸潮等性質．溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑，實驗室用工業(yè)大理石（含有少量Al³⁺、Fe³⁺等雜質）制備溴化鈣的主要流程如下：
完成下列填空：
（1）上述使用的氫溴酸的質量分數(shù)為26%，若用47%的氫溴酸配置26%的氫溴酸500ml，所需的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、燒杯．
（2）已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH₄⁺．步驟Ⅱ加入的試劑a是氫氧化鈣，控制溶液的pH約為8.0的目的是確保Al³⁺、Fe³⁺沉淀完全、防止氫氧化鋁溶解．
（3）試劑b是氫溴酸，步驟Ⅳ的目的是除去過量的氫氧化鈣．
（4）步驟Ⅴ所含的操作依次是蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾．
（5）制得的溴化鈣可以通過如下步驟測定其純度：
①稱取 4.00g無水溴化鈣樣品；②溶解；③滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應；④過濾；⑤洗滌；⑥烘干冷卻；⑦稱量．若得到1.56g碳酸鈣，則溴化鈣的質量分數(shù)為0.94（保留兩位小數(shù)）．若實驗操作規(guī)范而測定結果偏低，其原因是．

Answer 1

分析 大理石和氫溴酸反應生成溴化鈣，因含有少量Al³⁺、Fe³⁺等雜質，可加入石灰水，沉淀Al³⁺、Fe³⁺，過濾后得到溴化鈣、氫氧化鈣的混合溶液，加入試劑b為氫溴酸，可除去過量的氫氧化鈣，然后經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得到溴化鈣晶體，
（1）用濃溶液配制500mL稀溶液，因此需要量筒取經過計算需要的濃溶液的體積，然后在燒杯中溶解、配制500mL溶液；
（2）加入的試劑a、控制溶液的pH約為8.0的目的是除去雜質Al³⁺、Fe³⁺，防止氫氧化鋁溶解，因此a是堿，根據(jù)題意及不引入新的雜質可知是氫氧化鈣；
（3）氯溴酸與過量的氫氧化鈣發(fā)生中和反應；
（4）步驟Ⅴ的結果得到CaBr₂•6H₂O，因此其操作步驟為蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶、過濾；
（5）④溴化鈣溶液中滴入足量Na₂CO₃溶液，產生沉淀碳酸鈣，經過濾、洗滌、烘干冷卻，再稱量，
根據(jù)CaBr₂～CaCO₃可求CaBr₂的質量為，進而計算質量分數(shù)；溴化鈣易吸水，因此造成測定結果偏低；

解答 解：大理石和氫溴酸反應生成溴化鈣，因含有少量Al³⁺、Fe³⁺等雜質，可加入石灰水，沉淀Al³⁺、Fe³⁺，過濾后得到溴化鈣、氫氧化鈣的混合溶液，加入試劑b為氫溴酸，可除去過量的氫氧化鈣，然后經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得到溴化鈣晶體，
（1）用濃溶液配制500mL稀溶液，因此需要量筒取經過計算需要的濃溶液的體積，然后在燒杯中溶解、配制500mL溶液，
故答案為：量筒、燒杯；
（2）加入的試劑a、控制溶液的pH約為8.0的目的是除去雜質Al³⁺、Fe³⁺，防止氫氧化鋁溶解，因此a是堿，根據(jù)題意及不引入新的雜質可知是氫氧化鈣，
故答案為：氫氧化鈣；確保Al³⁺、Fe³⁺沉淀完全，防止氫氧化鋁溶解；
（3）加試劑b的目的是除去過量的氫氧化鈣，且不引入新雜質，
故答案為：除去過量的氫氧化鈣；
（4）步驟Ⅴ的結果從溶液中得到CaBr₂•6H₂O，因此其操作步驟為蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶、過濾，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶；
（5）④溴化鈣溶液中滴入足量Na₂CO₃溶液，產生沉淀碳酸鈣，經過濾、洗滌、烘干冷卻，再稱量，
根據(jù)關系式CaBr₂～CaCO₃
         200    100
         3.76g  1.88g
故CaBr₂的質量為3.76g，質量分數(shù)為=$\frac{3.76g}{4g}$×=0.94；溴化鈣易吸水，因此造成測定結果偏低，
故答案為：過濾、洗滌、烘干冷卻；0.94；溴化鈣吸水．

點評 本題以工藝流程的形式考查化學實驗基本操作、計算、操作目的、誤差分析等，難度中等，是對學生綜合能力的考查，需要學生基本扎實的基礎與分析問題、解決問題的能力．