Question

7．溴化鈣是一種溴化物，用于石油鉆井，也用于制造溴化銨及光敏紙、滅火劑、制冷劑等．制備CaBr₂•2H₂O的主要流程如圖1：

（1）制備FeBr₂時(shí)可用如下實(shí)驗(yàn)裝置如圖2（部分夾持裝置略去），水浴加熱．儀器a的名稱是冷凝管，與液溴的反應(yīng)溫度不能超過(guò)40℃的原因是防止液溴揮發(fā)，降低原料利用率．
（2）濾渣的成分可能是Fe、Fe（OH）₂ 、Fe（OH）₃．
（3）試劑M是HBr，加入M的目的是除去過(guò)量的Ca（OH）₂．
（4）操作Ⅱ的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥
（5）溴化鈣晶體中溴離子的檢驗(yàn)：將少量溴化鈣晶體溶于水，加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為產(chǎn)生淡黃色渾濁，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Br^-+Ag⁺═AgBr↓
（6）將氨氣通入石灰乳，加入溴，于65°C進(jìn)行反應(yīng)也可制得溴化鈣，此反應(yīng)中還會(huì)生成一種無(wú)色氣體，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式3Ca（OH）₂ +3Br₂+2NH₃$\frac{\underline{\;65℃\;}}{\;}$3CaBr₂+N₂↑+6H₂O．
（7）制得的CaBr₂•2H₂O可以通過(guò)以下方法測(cè)定純度：稱取5.00g樣品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，將濾渣洗滌、烘干、冷卻，稱量．得到2.00g固體，則CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94.40%．

Answer 1

分析 Fe與溴單質(zhì)反應(yīng)生成FeBr₂ ，加過(guò)量的氫氧化鈣，生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化為氫氧化鐵，過(guò)濾得到濾液中主要CaBr₂ ，在濾液中加HBr中和多余的氫氧化鈣，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到CaBr₂•2H₂O晶體；
（1）根據(jù)裝置圖可知，儀器a為冷凝管，溴單質(zhì)受熱易揮發(fā)；
（2）濾渣中除了是的氫氧化亞鐵，還有剩余的Fe，和氧化生成的氫氧化鐵；
（3）加入的氫氧化鈣過(guò)量，加溴化氫除去；
（4）根據(jù)從溶液中提取固體溶質(zhì)的操作分析；
（5）檢驗(yàn)溴離子可以用硝酸銀，產(chǎn)生淺黃色溴化銀沉淀；
（6）氨氣通入石灰乳，加入溴，在65℃反應(yīng)生成溴化鈣、氮?dú)夂退��?br />（7）根據(jù)CaBr₂•2H₂O～Na₂CO₃～CaCO₃，由碳酸鈣的質(zhì)量求出CaBr₂•2H₂O，再求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)

解答 解：Fe與溴單質(zhì)反應(yīng)生成FeBr₂ ，加過(guò)量的氫氧化鈣，生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化為氫氧化鐵，過(guò)濾得到濾液中主要CaBr₂ ，在濾液中加HBr中和多余的氫氧化鈣，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到CaBr₂•2H₂O晶體；
（1）根據(jù)裝置圖可知，儀器a為冷凝管，溴單質(zhì)受熱易揮發(fā)，所以控制反應(yīng)在較低溫度不能超過(guò)40℃進(jìn)行，防止液溴揮發(fā)，降低原料利用率，
故答案為：冷凝管；防止液溴揮發(fā)，降低原料利用率；
（2）濾渣中除了是的氫氧化亞鐵，還有剩余的Fe，和氧化生成的氫氧化鐵，所以濾渣的成分可能是Fe、Fe（OH）₂ 、Fe（OH）₃，
故答案為：Fe、Fe（OH）₂ 、Fe（OH）₃；
（3）溴化亞鐵溶液中加入過(guò)量的氫氧化鈣，過(guò)濾得到的濾液含有溴化鈣和氫氧化鈣，加溴化氫除去多余的氫氧化鈣，則加入的M為HBr，
故答案為：HBr；除去過(guò)量的Ca（OH）₂；
（4）從溶液中提取固體溶質(zhì)的操作為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，
故答案為：冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；
（5）溴化鈣晶體中溴離子的檢驗(yàn)：將少量溴化鈣晶體溶于水，加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 產(chǎn)生淡黃色渾濁，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Br^-+Ag⁺═AgBr↓，
故答案為：硝酸酸化的AgNO₃溶液；產(chǎn)生淡黃色渾濁；Br^-+Ag⁺═AgBr↓；
（6）氨氣通入石灰乳，加入溴，在65℃反應(yīng)生成溴化鈣、氮?dú)夂退�，其反�?yīng)的化學(xué)方程式為3Ca（OH）₂ +3Br₂+2NH₃$\frac{\underline{\;65℃\;}}{\;}$3CaBr₂+N₂↑+6H₂O，
故答案為：3Ca（OH）₂ +3Br₂+2NH₃$\frac{\underline{\;65℃\;}}{\;}$3CaBr₂+N₂↑+6H₂O；
（7）稱取5.00g樣品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，將濾渣洗滌、烘干、冷卻、稱量，得到2.00g固體，則生成的固體為碳酸鈣，
設(shè)樣品中CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量為xg，
CaBr₂•2H₂O～Na₂CO₃～CaCO₃，
236                 100
xg                  2.00g
則x=$\frac{236×2.00g}{100}$=4.72g，
則CaBr₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{4.72g}{5.00g}$×100%=94.40%，
故答案為：94.40%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了溴化鈣晶體的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、除雜質(zhì)、離子方程式的書寫、含量的計(jì)算等，題目難度中等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．