Question

5．氯化鈉是氯堿工業(yè)的主要原料，其晶體不帶有結(jié)晶水，飽和食鹽水也是實(shí)驗(yàn)室常用試劑．完成下列填空：
（1）粗鹽中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等離子和少量泥沙，某同學(xué)設(shè)計(jì)的提純步驟依次為：溶解、過(guò)濾、加入沉淀劑、調(diào)pH、蒸發(fā)結(jié)晶．其中還缺少的步驟是過(guò)濾．
（2）電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)中，檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的試劑是濕潤(rùn)的淀粉KI試紙；若用粗鹽配制飽和食鹽水進(jìn)行電解，則陰極區(qū)可能出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象是出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象．
（3）氯堿廠稱固體燒堿為“片堿”．用滴定法測(cè)定片堿中雜質(zhì)Na₂CO₃含量的過(guò)程如下：稱取樣品，加水溶解；加入酚酞試液，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至溶液由紅色剛好變?yōu)闊o(wú)色；再加甲基橙，繼續(xù)用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至終點(diǎn)．?dāng)?shù)據(jù)處理．實(shí)驗(yàn)中用于溶解片堿的蒸餾水必須事先煮沸一段時(shí)間，煮沸的目的是除去可能溶解的CO₂，防止對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生干擾；用甲基橙作指示劑時(shí)，判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且半分鐘不變；用酚酞作指示劑時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-．
（4）下列關(guān)于飽和食鹽水的用途及裝置設(shè)計(jì)正確的是cd．（填寫編號(hào)）

a．模擬工業(yè)制純堿b．制乙酸乙酯實(shí)驗(yàn)中接受產(chǎn)物c．除去氯氣中的氯化氫d．實(shí)驗(yàn)室制乙炔
（5）在飽和食鹽水中加入濃硫酸，會(huì)有大量固體析出．過(guò)濾、洗滌、得干燥固體．為確定該固體的成份，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：①取少量固體溶于水，測(cè)得溶液顯中性；②稱取1.961g固體于坩堝中加熱，發(fā)現(xiàn)有水生成，繼續(xù)加熱至固體恒重，稱量質(zhì)量為1.331g．判斷固體已恒重的操作是連續(xù)兩次加熱、冷卻、稱量，質(zhì)量差不超過(guò)0.001g；③將1.331g固體全部溶于水，加入足量的BaCl₂溶液，得干燥純凈沉淀1.165g．則原固體的成份是Na₂SO₄•7H₂O、NaCl．（寫化學(xué)式）

Answer 1

分析 （1）首先溶解粗鹽，然后選用碳酸鈉溶液除去鈣離子、除去鎂離子、鐵離子選用氫氧化鈉溶液、除去硫酸根離子選用氯化鋇溶液，為了保證將雜質(zhì)除盡，所加試劑必須過(guò)量，為了不引進(jìn)新的雜質(zhì)，應(yīng)該先加入氫氧化鈉，然后加入氯化鋇，再加入碳酸鈉，過(guò)濾后的溶液調(diào)節(jié)溶液PH，最后加熱鹽酸；加入的每種試劑必須過(guò)量，保證將所有雜質(zhì)都能除去，反應(yīng)完采用加熱方法，除去剩余的氯化氫；
（2）電解飽和食鹽水陽(yáng)極是溶液中氯離子失電子生成氯氣，可以利用氯氣的氧化性用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)生成的氯氣，若用粗鹽配制飽和食鹽水進(jìn)行電解，陰極氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，會(huì)結(jié)合鎂了形成氫氧化鎂沉淀；
（3）滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蒸餾水中的二氧化碳?xì)怏w會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果，甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，酸滴堿終點(diǎn)溶液顏色變化為黃色變化為橙色，酚酞指示劑變色范圍為8-10，酸滴定堿在堿性環(huán)境下變色指示終點(diǎn)，碳酸鈉生成碳酸氫鈉；
（4）a、工業(yè)制堿是利用向氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳生成碳酸氫鈉得到晶體，受熱生成碳酸鈉，二氧化碳溶解性小為充分吸收二氧化碳，氨氣是極易溶于水的氣體，導(dǎo)氣管應(yīng)緊靠在液面上，防止倒吸；
b、乙酸乙酯需要直接加熱生成，在飽和碳酸鈉溶液中除去乙醇、乙酸，降低酯的溶解度分層，飽和氯化鈉溶液無(wú)此作用；
c、氯氣中的氯化氫可以通過(guò)飽和食鹽水除去，氯離子濃度增大，抑制氯氣和水的反應(yīng)；
d、實(shí)驗(yàn)室制備乙炔為減緩反應(yīng)速率可以用飽和食鹽水代替水與電石發(fā)生反應(yīng)；
（5）取少量固體溶于水，測(cè)得溶液顯中性，坩堝中加熱，發(fā)現(xiàn)有水生成說(shuō)明操作結(jié)晶水合物，結(jié)晶水質(zhì)量=1.961g-1.331g=0.63g，物質(zhì)的量=$\frac{0.63g}{18g/mol}$=0.035mol判斷固體已恒重的操作，是連續(xù)兩次加熱、冷卻、稱量，質(zhì)量差不超過(guò)0.001g，說(shuō)明固體分解完全，質(zhì)量恒重，將1.331g固體全部溶于水，加入足量的BaCl₂溶液，得干燥純凈沉淀為BaSO₄質(zhì)量1.165g，物質(zhì)的量=$\frac{1.165g}{233g/mol}$=0.005mol，結(jié)晶水合物只能為硫酸鈉晶體，所以1mol晶體中含有結(jié)晶水為7，化學(xué)式為：Na₂SO₄•7H₂O，依據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算判斷1.331g中含有氯化鈉．

解答 解：（1）粗鹽溶解，然后先加入足量的NaOH，除去鎂離子、鐵離子；然后加入過(guò)量BaCl₂，除去SO₄^2-、CO₃^2-；再加入過(guò)量Na₂CO₃ 除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺；過(guò)濾后，濾液中加入過(guò)量的鹽酸，除去溶液中剩余的碳酸根和氫氧化鈉中的氫氧根，最后加熱除去剩余的氯化氫，故答案為：過(guò)濾；
（2）電解飽和食鹽水陽(yáng)極是溶液中氯離子失電子生成氯氣，可以利用氯氣的氧化性，用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)生成的氯氣，若用粗鹽配制飽和食鹽水進(jìn)行電解，陰極氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，會(huì)結(jié)合鎂了形成氫氧化鎂沉淀，陰極區(qū)可能出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象是，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，
故答案為：濕潤(rùn)的淀粉KI試紙；出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；
（3）滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蒸餾水中的二氧化碳?xì)怏w會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果，實(shí)驗(yàn)中用于溶解片堿的蒸餾水必須事先煮沸一段時(shí)間，煮沸的目的是除去可能溶解的CO₂，防止對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生干擾；甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，酸滴堿終點(diǎn)溶液顏色變化為黃色變化為橙色，且半分鐘不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，酚酞指示劑變色范圍為8-10，酸滴定堿在堿性環(huán)境下變色指示終點(diǎn)，碳酸鈉生成碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為：H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，
故答案為：除去可能溶解的CO₂，防止對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生干擾；溶液由黃色變?yōu)槌壬�，且半分鐘不變；H⁺+OH^-=H₂O、CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；
（4）a、工業(yè)制堿是利用向氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳生成碳酸氫鈉得到晶體，受熱生成碳酸鈉，二氧化碳溶解性小為充分吸收二氧化碳，氨氣是極易溶于水的氣體，導(dǎo)氣管應(yīng)緊靠在液面上，防止倒吸，脂質(zhì)體中導(dǎo)氣管位置錯(cuò)誤，故a錯(cuò)誤；
b、乙酸乙酯需要直接加熱生成，在飽和碳酸鈉溶液中除去乙醇、乙酸，降低酯的溶解度分層，飽和氯化鈉溶液無(wú)此作用，故b錯(cuò)誤；
c、氯氣中的氯化氫可以通過(guò)飽和食鹽水除去，氯離子濃度增大，抑制氯氣和水的反應(yīng)，減少氯氣的溶解，同時(shí)除去極易溶于水的氯化氫，故c正確；
d、實(shí)驗(yàn)室制備乙炔，水和電石反應(yīng)劇烈，易產(chǎn)生大量泡沫沿導(dǎo)管噴出，為減緩反應(yīng)速率可以用飽和食鹽水代替水與電石發(fā)生反應(yīng)，故d正確；
故答案為：cd；
（5）取少量固體溶于水，測(cè)得溶液顯中性，坩堝中加熱，發(fā)現(xiàn)有水生成說(shuō)明操作結(jié)晶水合物，結(jié)晶水質(zhì)量=1.961g-1.331g=0.63g，物質(zhì)的量=$\frac{0.63g}{18g/mol}$=0.035mol判斷固體已恒重的操作，是連續(xù)兩次加熱、冷卻、稱量，質(zhì)量差不超過(guò)0.001g，說(shuō)明固體分解完全，質(zhì)量恒重，將1.331g固體全部溶于水，加入足量的BaCl₂溶液，得干燥純凈沉淀為BaSO₄質(zhì)量1.165g，物質(zhì)的量=$\frac{1.165g}{233g/mol}$=0.005mol，結(jié)晶水合物只能為硫酸鈉晶體，所以1mol晶體中含有結(jié)晶水為7，化學(xué)式為：Na₂SO₄•7H₂O，依據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算，1.331g固體中硫酸鈉晶體質(zhì)量=0.005mol×142g/mol=0.71g，所以應(yīng)含有NaCl，質(zhì)量為1.331g-0.71g=0.621g，
故答案為：連續(xù)兩次加熱、冷卻、稱量，質(zhì)量差不超過(guò)0.001g；Na₂SO₄•7H₂O、NaCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成實(shí)驗(yàn)探究方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．