Question

6．為除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-以及泥沙等雜質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案，步驟如下（用于沉淀的試劑稍過量）
稱取粗鹽$→_{①}^{溶解}$$→_{②}^{BaCl_{2}}$$→_{④}^{Na_{2}CO_{3}}$$→_{⑤}^{（）}$濾液$→_{⑥}^{適量鹽酸}$$→_{⑦}^{蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干}$精鹽
稱取粗鹽濾液精鹽 稱取粗鹽①②③④⑤⑥⑦蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干 溶解  BaCl2   Na2CO3NaOH適量鹽酸
（1）判斷BaCl₂已過量的方法
（1）判斷BaCl₂已過量的方法是取第②步后的上層清液1～2滴于點(diǎn)滴板上（或取少量上層清液于試管中），再滴入1～2滴BaCl₂溶液，若溶液未變渾濁，則表明BaCl₂已過量（合理答案皆可）．
（2）第④步中，寫出相應(yīng)的離子方程式：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓； Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
（3）在中填寫所使用除雜試劑的化學(xué)式NaOH，在⑤中的操作名稱是過濾．
（4）從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的角度分析步驟②和④可否顛倒否（填“是”或“否”，如果“否”，請(qǐng)說明理由．）原因是：過量的BaCl₂必須要用Na₂CO₃除去，步驟復(fù)雜；步驟③和④可否顛倒是．
（5）若先用鹽酸再進(jìn)行操作⑤，將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，其原因是：會(huì)有部分沉淀溶解，從而影響制得精鹽的純度．

Answer 1

分析 由流程可知，①溶解，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，⑤過濾，過濾后主要為氯化鈉和碳酸鈉，⑥中加鹽酸反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaCl，然后蒸發(fā)結(jié)晶⑦烘干得到NaCl．
（1）鋇離子除去硫酸根離子，鋇離子過量，再加氯化鋇不會(huì)生成沉淀；
（2）加入過量的Na₂CO₃去除鈣離子的多余的鋇離子，形成碳酸鋇、碳酸鈣沉淀；
（3）③中加NaOH除去鎂離子，④中加碳酸鈉可除去鋇離子、鈣離子，得到氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鋇沉淀，通過⑤過濾，達(dá)到固液分離；
（4）除去鈣離子用碳酸鈉、除去鎂離子用氫氧化鈉、除去硫酸根離子用氯化鋇，過濾后用鹽酸除去過量的氫氧根離子、碳酸根離子，碳酸鈉必須放在氯化鋇溶液之后，據(jù)此判斷；
（5）碳酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鎂溶于鹽酸，先用鹽酸再進(jìn)行操作⑤，影響制得精鹽的純度．

解答 解：（1）BaCl₂已過量，則再加氯化鋇不會(huì)生成沉淀，則實(shí)驗(yàn)方法為用試管取少量第②步操作后的上層清液1～2滴于點(diǎn)滴板上（或取少量上層清液于試管中），再滴入1～2滴BaCl₂溶液，若溶液未變渾濁，則表明BaCl₂已過量（合理答案皆可），
故答案為：取第②步后的上層清液1～2滴于點(diǎn)滴板上（或取少量上層清液于試管中），再滴入1～2滴BaCl₂溶液，若溶液未變渾濁，則表明BaCl₂已過量（合理答案皆可）；
（2）粗鹽的提純中，加入碳酸鈉的作用是除去雜質(zhì)離子鈣離子以及過量的鋇離子，反應(yīng)的方程式為：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl，BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓；
（3）由流程可知，①溶解，②中加氯化鋇可除去硫酸根離子，③中加NaOH除去鎂離子Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，④中加碳酸鈉可除去鋇離子、鈣離子，⑤過濾，過濾后主要為氯化鈉和碳酸鈉，⑥中加鹽酸反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaCl，然后蒸發(fā)結(jié)晶⑦烘干得到NaCl，
故答案為：NaOH  ⑤過濾；
 （4）除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)：Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-時(shí)，可以加入過量NaOH（去除鎂離子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，加入過量BaCl₂（去除硫酸根離子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入過量Na₂CO₃（去除鈣離子的多余的鋇離子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，最后加適量鹽酸，鹽酸與過量NaOH溶液和過量Na₂CO₃溶液發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑，從而除掉過量的OH^-、CO₃^2-；碳酸鈉必須加在氯化鋇之后，否則過量的鋇離子無法除去，所以步驟②和④不可以顛倒，至于先除鎂離子、還是先除鈣離子，無先后，所以步驟③和④可顛倒，
故答案為：否；過量的BaCl₂必須要用Na₂CO₃除去，步驟復(fù)雜； 是；
（5）⑤過濾除掉碳酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鎂、硫酸鋇沉淀，過濾后主要為氯化鈉和碳酸鈉，若先用鹽酸再進(jìn)行操作⑤，碳酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鎂溶于鹽酸，從而影響制得精鹽的純度，
故答案為：會(huì)有部分沉淀溶解，從而影響制得精鹽的純度．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了粗鹽提純實(shí)驗(yàn)，為高頻考查點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�綜合性強(qiáng)，要注意除雜質(zhì)選取和添加的先后順序，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，題目難度中等．