Question

16．化工生產(chǎn)中需要對原料提純，以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)測定某氯化鈉樣品中混有硫酸鈉，為了除去雜質(zhì)并制得純凈的氯化鈉固體，在實驗室研究中某學(xué)生設(shè)計方案如下：

回答下列問題．
（1）過濾操作中玻璃棒的作用是引流，蒸發(fā)結(jié)晶操作中待蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體停止加熱．
（2）操作②能否用硝酸鋇溶液？說明理由不能用硝酸鋇溶液，會引入新的硝酸鈉雜質(zhì)無法除去；進行操作②后，如何判斷硫酸鈉已除盡，方法是取清液少許，滴加氯化鋇溶液，看是否有沉淀生成；
（3）操作③的目的是使鋇離子完全沉淀，③、④操作順序能否交換，其理由是不能，得不到濾液；此設(shè)計方案是否嚴密，說明理由不嚴密，過量的碳酸鈉沒有除去．
（4）實驗中學(xué)化學(xué)興趣小組為測定某石灰石樣品（雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應(yīng)）中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，進行如圖所示的實驗．

請根據(jù)以上信息計算：樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)玻璃棒在過濾時起引流作用，蒸發(fā)操作中的注意事項進行分析；
（2）根據(jù)硝酸鋇溶液和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和硝酸鈉，硝酸鈉屬于新的雜質(zhì)進行解答；
根據(jù)氯化鋇和硫酸溶液反應(yīng)會生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉進行解答；
（3）根據(jù)碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉進行解答；
根據(jù)最后過量的碳酸鈉沒有除去進行解答；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，前后質(zhì)量之差為生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可以計算出碳酸鈣的質(zhì)量．

解答 解：（1）過濾操作中玻璃棒的作用是引流，蒸發(fā)結(jié)晶操作中待蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體停止加熱；
（2）硝酸鋇溶液和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和硝酸鈉，硝酸鈉屬于新的雜質(zhì)，所以不能用硝酸鋇溶液；氯化鋇和硫酸溶液反應(yīng)會生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，所以判斷硫酸鈉已除盡，方法是向上清液中滴加氯化鋇溶液，看是否有沉淀生成；
（3）碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，所以操作③的目的是使鋇離子完全沉淀；若③、④操作順序交換，即先過濾后加入碳酸鈉溶液，過濾去硫酸鋇沉淀后，加入的碳酸鈉會和過量的氯化鋇反應(yīng)，再次產(chǎn)生懸濁液，若不過濾則得不到濾液，因此不能交換順序；最后過量的碳酸鈉沒有除去，所以此設(shè)計方案不嚴密；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成CO₂的質(zhì)量為：25g+100g+110.8g-227g=8.8g，
設(shè)該石灰石樣品中CaCO₃的質(zhì)量為x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    8.8g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$
x=20g
樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{20}{25}$×100%=80%
答：樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為80%．
故答案為：（1）引流，蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體；
（2）不能用硝酸鋇溶液，會引入新的硝酸鈉雜質(zhì)無法除去；取清液少許，滴加氯化鋇溶液，看是否有沉淀生成；
（3）使鋇離子完全沉淀；不能，得不到濾液；不嚴密，過量的碳酸鈉沒有除去；
（4）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為80%．

點評 本題主要考查了物質(zhì)的分離操作和除去雜質(zhì)的方法，要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ɑ蛟噭┻M行解答，本題難度較大，培養(yǎng)學(xué)生對知識的應(yīng)用和理解的能力．