Question

19．某校探究學(xué)習(xí)小組同學(xué)用含有少量雜質(zhì)（主要為少量泥沙、CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等）的粗鹽制取“化學(xué)純”級(jí)的NaCl，實(shí)驗(yàn)前他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖方案（框圖）．

（1）請(qǐng)寫出操作第④、⑤步所加試劑名稱及第⑥步操作名稱：
④Na₂CO₃溶液，⑤鹽酸，⑥蒸發(fā)；
（2）寫出第⑤步操作中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
（3）如何用最簡(jiǎn)單方法檢驗(yàn)第⑤步實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到了目的：用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙中部，若變紅，說明溶液呈酸性，無OH^-、CO₃^2-存在；若變藍(lán)，說明溶液仍呈堿性，有OH^-、CO₃^2-存在，需繼續(xù)滴加鹽酸至呈酸性；
（4）你認(rèn)為該設(shè)計(jì)里哪些步驟調(diào)換后不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：②和③或③和④；
（5）有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟可以簡(jiǎn)化，請(qǐng)你提出簡(jiǎn)化的一種設(shè)想：用Ba（OH）₂代替BaCl₂和NaOH，使②③步合并為一步．

Answer 1

分析 由流程可知，②中加氯化鋇可除去硫酸根離子，③中加NaOH除去鎂離子，④中加碳酸鈉可除去鋇離子、鈣離子，過濾后主要為氯化鈉和碳酸鈉，⑤中加鹽酸反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaCl，然后蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl，
（1）根據(jù)操作第④、⑤步所加試劑名稱及第⑥步操作的原理分析，碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，離子都形成沉淀，再進(jìn)行過濾，最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，最后經(jīng)蒸發(fā)操作得到較純凈的氯化鈉；
（2）溶液中含有過量的氫氧化鈉、碳酸鈉以及要保留的氯化鈉溶液，可以再加入鹽酸將碳酸鈉和氫氧化鈉除掉；
（3）根據(jù)第⑤步實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行解答；
（4）先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后；
（5）根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀進(jìn)行解答．

解答 解：（1）操作第④步除鈣離子加Na₂CO₃溶液轉(zhuǎn)化為沉淀，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，同時(shí)碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，離子都形成沉淀，再進(jìn)行過濾，操作第⑤步加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，最后經(jīng)蒸發(fā)操作得到較純凈的氯化鈉，
故答案為：Na₂CO₃溶液；鹽酸；蒸發(fā)；
（2）在粗鹽中加入過量的氯化鋇、氫氧化鈉和碳酸鈉之后，溶液中含有過量的氫氧化鈉、碳酸鈉以及要保留的氯化鈉溶液，可以再加入鹽酸將碳酸鈉和氫氧化鈉除掉，直到溶液顯中性為止，反應(yīng)為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，NaOH+HCl=NaCl+H₂O，
故答案為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，NaOH+HCl=NaCl+H₂O；
（4）第⑤步實(shí)驗(yàn)的目的是除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子，所以檢驗(yàn)第⑤步實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到了目的，需檢驗(yàn)OH^-、CO₃^2-存在，方法是：用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙中部，若變紅，說明溶液呈酸性，無OH^-、CO₃^2-存在；若變藍(lán)，說明溶液仍呈堿性，有OH^-、CO₃^2-存在，需繼續(xù)滴加鹽酸至呈酸性，
故答案為：用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙中部，若變紅，說明溶液呈酸性，無OH^-、CO₃^2-存在；若變藍(lán)，說明溶液仍呈堿性，有OH^-、CO₃^2-存在，需繼續(xù)滴加鹽酸至呈酸性；
（4）先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都行，鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后，這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，
故答案為：②和③或③和④；
（5）根據(jù)鎂離子用氫氧根離子沉淀，硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀，硫酸根離子用BaCl₂沉淀，所以，用Ba（OH）₂代替BaCl₂和NaOH，使②③步合并為一步，
故答案為：用Ba（OH）₂代替BaCl₂和NaOH，使②③步合并為一步．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了在粗鹽提純的過程中所選用除雜和凈化的方法，注意除雜時(shí)不僅要能把雜質(zhì)除掉，還不能引入新雜質(zhì)，而且方法要簡(jiǎn)便易行，題目難度不大．