- 化学与资源开发利用
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为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
称取粗盐滤液
精盐
(1)判断BaCl2已过量的方法是______.
(2)第④步中,相关的离子方程式是______;______.
(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是______.
(4)为检验精盐纯度,需配制150mL 0.2mol•L-1NaCl(精盐)溶液,右图是该同学转移溶液的示意图,图中的错误是______.
正确答案
解:(1)过量的氯化钡会将全部的硫酸根离子沉淀完毕,只要是硫酸根剩余,则氯化钡会与其反应出现白色沉淀,所以判断BaCl2已过量的方法是:取第②步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中),再滴入适量BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量,
故答案为:取第②步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中),再滴入适量BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量(或其它合理的方法);
(2)碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来,反应原理是Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓;
(3)若先用盐酸调pH再过滤,氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀均会和盐酸反应,将对实验结果产生影响,
故答案为:在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度;
(4)向容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒来引流,配制一定体积的溶液要选择一定体积的容量瓶
,故答案为:未用玻璃棒引流,未采用150mL容量瓶.
解析
解:(1)过量的氯化钡会将全部的硫酸根离子沉淀完毕,只要是硫酸根剩余,则氯化钡会与其反应出现白色沉淀,所以判断BaCl2已过量的方法是:取第②步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中),再滴入适量BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量,
故答案为:取第②步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中),再滴入适量BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量(或其它合理的方法);
(2)碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来,反应原理是Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++CO32-=BaCO3↓;
(3)若先用盐酸调pH再过滤,氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀均会和盐酸反应,将对实验结果产生影响,
故答案为:在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度;
(4)向容量瓶中转移液体时,要用玻璃棒来引流,配制一定体积的溶液要选择一定体积的容量瓶
,故答案为:未用玻璃棒引流,未采用150mL容量瓶.
以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如图1所示.
(1)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-离子,加入下列沉淀剂的顺序是(填序号)______.
a.Na2CO3 b.NaOH c.BaCl2
(2)将滤液的pH调至酸性除去的离子是______.
(3)如图2表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒.实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:X极上的电极反应式是______,在X极附近观察到的现象是______,电解NaCl溶液的离子方程式是______.
(4)若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的气体,其化学式是______.
正确答案
cab或cba或bca
CO32-和OH-
2H++2e-=H2↑
有无色气泡产生,溶液变红
2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
NH3
解析
解:(1)总体思路是先沉淀再过滤,沉淀时要先加BaCl2溶液,再加Na2CO3溶液,因为碳酸钠能把过量的氯化钡沉淀出来,氢氧化钠可放在它们前面,也可放在它们后面或中间,都完全沉淀完后再过滤,
故答案为:cab或cba或bca;
(2)加入适量盐酸pH调至酸性除去的离子是CO32-和OH-,
故答案为:CO32-和OH-;
(3)和电源的负极相连的是电解池的阴极,该电极上的电极反应为:2H++2e-=H2↑,氢离子浓度减小,所以碱性增强,酚酞变红,和电源的正极相连的是阳极,该机反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,根据两极上的电极反应可以得到总反应为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,
故答案为:2H++2e-=H2↑;有无色气泡产生,溶液变红;2Cl--2e-=Cl2↑;2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;
(4)向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,发生的反应有H2O+CaO=Ca(OH)2、Ca(OH)2+2NH4Cl=2NH3↑+2H2O+CaCl2,最终产物为氯化钙、氨气,其中氨气可再利用,
故答案为:NH3.
某粗盐主娄成分为氯化钠,杂质为不溶性泥沙和可溶性的MgCl2、CaCl2和Na2SO4.某校化学兴趣小组欲探究食盐的精制过程,以该粗盐为原料,设计方案流程如下:
试回答下列问题:
(1)在第①步和第⑤步中都要用到玻璃棒,它们的主要作用分别是______、______.
(2)第②步操作的目的是除去粗盐中的______(填化学式,下同),第⑥步操作的目的是除去滤液中的______、______.
(3)第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3、______.
(4)在第③步操作中,选择的除杂试剂不能用KOH代替NaOH,理由是______.
(5)写出第②、③步涉及的两个化学反应的离子方程式:______、______.
正确答案
解:(1)在粗盐提纯时,用玻璃棒溶解,玻璃棒的作用是搅拌,加速粗盐的溶解,过滤是将固体和液体进行分离的一种操作,玻璃棒在其中的作用是引流,
故答案为:搅拌,加速粗盐的溶解;引流;
(2)氯化钡可以和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,步骤②是为了除去硫酸钠,第⑥步操作加入盐酸,盐酸与氢氧化钠生成氯化钠和水,与碳酸钠生成氯化钠、二氧化碳和水,
故答案为:Na2SO4;NaOH;Na2CO3;
(3)第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3以及BaCO3,
故答案为:BaCO3;
(4)加入氢氧化钠,可以除去溶液中的氯化镁,发生反应的化学方程式为:MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl,选择的除杂试剂不能用KOH代替NaOH,否则会引入钾离子,
故答案为:会引入新的杂质KCl;
(5)第②步中加入氯化钡溶液,目的是除去粗盐中的硫酸根离子,反应的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;
第③步中加入过量的氢氧化钠,目的是除去杂质镁离子,反应的离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,
故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓.
解析
解:(1)在粗盐提纯时,用玻璃棒溶解,玻璃棒的作用是搅拌,加速粗盐的溶解,过滤是将固体和液体进行分离的一种操作,玻璃棒在其中的作用是引流,
故答案为:搅拌,加速粗盐的溶解;引流;
(2)氯化钡可以和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,步骤②是为了除去硫酸钠,第⑥步操作加入盐酸,盐酸与氢氧化钠生成氯化钠和水,与碳酸钠生成氯化钠、二氧化碳和水,
故答案为:Na2SO4;NaOH;Na2CO3;
(3)第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3以及BaCO3,
故答案为:BaCO3;
(4)加入氢氧化钠,可以除去溶液中的氯化镁,发生反应的化学方程式为:MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl,选择的除杂试剂不能用KOH代替NaOH,否则会引入钾离子,
故答案为:会引入新的杂质KCl;
(5)第②步中加入氯化钡溶液,目的是除去粗盐中的硫酸根离子,反应的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;
第③步中加入过量的氢氧化钠,目的是除去杂质镁离子,反应的离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,
故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓.
实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠.某学生设计了如下方案:
如果此方案正确,那么:
(1)操作①可选择的仪器是______.
(2)操作②是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?______;理由______.
(3)进行操作②后,如何判断SO已除尽,方法是______.
(4)操作③的目的是______.为什么不先过滤后加碳酸钠溶液?理由是______.
(5)操作④的目的是______.
正确答案
解:(1)根据图示,操作①是将固体混合物加热,使用到的仪器是坩埚,故答案为:坩埚;
(2)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质,
故答案为:不能; 改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质离子NO3-,以后操作中无法除去;
(3)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽(或其他的方法);
(4)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钠反应生成碳酸钡和氯化钠,除去过量的氯化钡,再过滤;先过滤而后加碳酸钠溶液,在加入碳酸钠溶液后生成的碳酸钡还需要过滤,增加一次过滤操作;
故答案为:除去过量的Ba2+; 减少一次过滤操作;
(5)操作④加热煮沸溶液的目的是除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸,故答案为:除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸.
解析
解:(1)根据图示,操作①是将固体混合物加热,使用到的仪器是坩埚,故答案为:坩埚;
(2)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质,
故答案为:不能; 改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质离子NO3-,以后操作中无法除去;
(3)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽(或其他的方法);
(4)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钠反应生成碳酸钡和氯化钠,除去过量的氯化钡,再过滤;先过滤而后加碳酸钠溶液,在加入碳酸钠溶液后生成的碳酸钡还需要过滤,增加一次过滤操作;
故答案为:除去过量的Ba2+; 减少一次过滤操作;
(5)操作④加热煮沸溶液的目的是除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸,故答案为:除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸.
为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)
称取粗盐
滤液
粗盐
(1)判断BaCl2已过量的方法是______.
(2)第④步中,写出相应的化学方程式(设粗盐溶液中Ca2+的主要存在形式为CaCl2)______.
(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是______.
正确答案
解:(1)BaCl2已过量时,溶液中会有剩余的钡离子,可以通过检验钡离子来确定氯化钡是否过量,所以取所得溶液的上层清液1~2滴于滴定板上,再滴入1~2滴BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,表明BaCl2已过量;
故答案为:继续滴加氯化钡溶液不再出现沉淀;
(2)粗盐的提纯中,加入碳酸钠的作用是除去杂质离子钙离子以及过量的钡离子,反应的化学方程式为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
故答案为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)若先用盐酸调pH再过滤,那样Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3会与盐酸反应,生成易溶于水的氯化镁、氯化钙、氯化钡等物质,从而影响氯化钠的纯度.
故答案为:在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度.
解析
解:(1)BaCl2已过量时,溶液中会有剩余的钡离子,可以通过检验钡离子来确定氯化钡是否过量,所以取所得溶液的上层清液1~2滴于滴定板上,再滴入1~2滴BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,表明BaCl2已过量;
故答案为:继续滴加氯化钡溶液不再出现沉淀;
(2)粗盐的提纯中,加入碳酸钠的作用是除去杂质离子钙离子以及过量的钡离子,反应的化学方程式为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
故答案为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)若先用盐酸调pH再过滤,那样Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3会与盐酸反应,生成易溶于水的氯化镁、氯化钙、氯化钡等物质,从而影响氯化钠的纯度.
故答案为:在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度.
食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料.
(1)粗食盐常含有少量Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂如下:饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液
BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液
欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子,选出a所代表的多种试剂,按滴加顺序依次为______.(只填化学式)
(2)电解饱和食盐水的装置如图所示,如果在饱和食盐水中滴加酚酞,通电后______(填X或Y)极附近溶液变红,写出电解饱和食盐水的化学方程式______.
(3)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置______(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置______(填代号)
正确答案
NaOH,BaCl2,Na2CO3或(BaCl2,NaOH,Na2CO3)
X
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
e
d
解析
解:(1)除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Ca2+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,
故答案为:BaCl2,NaOH,Na2CO3(或NaOH,BaCl2,Na2CO3);
(2)电解氯化钠时,在阳极是氯离子放电,在阴极是氢离子放电,所以如果在饱和食盐水中滴加酚酞,和电源的负极相连的是阴极区,附近溶液变红,电解原理是:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,
故答案为:X;2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)实验室制氢气:S+l气体,所以选e,制氯气:S+l
气体,干燥氯气用浓硫酸,出氯化氢用饱和食盐水,故选d,故答案为:e,d.
粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外,还含有泥砂等不溶性杂质.我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的.通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验回答下列问题.
(1)检验SO42-已经沉淀完全的操作是:______.
(2)在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中最后滴加饱和Na2CO3溶液,直至不再产生沉淀为止.请问这步操作的目的是______.
(3)将经过操作(2)后的溶液过滤,滤液中含NaOH和Na2CO3两种杂质,写出除去这两种杂质的化学方程式______、______.
正确答案
解:(1)根据SO42-离子和Ba2+离子反应会生成白色不溶于硝酸的白色沉淀来检验,操作方法为:静置,向上层清液中加入少量BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明沉淀完全,
故答案为:静置,向上层清液中加入少量BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明沉淀完全;
(2)除去粗盐中杂质离子硫酸根离子时加入的BaCl2溶液过量,碳酸根离子可以使过量的钡离子沉淀,为使多余的钡离子完全沉淀而除去,同时将粗盐中的钙离子除去,需加入过量Na2CO3的溶液,
故答案为:除去Ca2+和过量Ba2+;
(4)操作(2)后的溶液过滤,在滤液中含有过量的碳酸钠和氢氧化钠,可以加盐酸除去,反应方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,
故答案为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑.
解析
解:(1)根据SO42-离子和Ba2+离子反应会生成白色不溶于硝酸的白色沉淀来检验,操作方法为:静置,向上层清液中加入少量BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明沉淀完全,
故答案为:静置,向上层清液中加入少量BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明沉淀完全;
(2)除去粗盐中杂质离子硫酸根离子时加入的BaCl2溶液过量,碳酸根离子可以使过量的钡离子沉淀,为使多余的钡离子完全沉淀而除去,同时将粗盐中的钙离子除去,需加入过量Na2CO3的溶液,
故答案为:除去Ca2+和过量Ba2+;
(4)操作(2)后的溶液过滤,在滤液中含有过量的碳酸钠和氢氧化钠,可以加盐酸除去,反应方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,
故答案为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑.
已知某粗盐样品含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质.实验室提纯流程如图:
(1)操作a的名称为______,在操作b中玻璃棒的作用是______.
(2)进行步骤③后,判断BaCl2过量的方法是______(写出步骤、现象).
(3)步骤⑤的目的是______,步骤⑦中能用稀硫酸代替稀盐酸吗?______.
正确答案
解:实验流程为:粗盐样品含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质,加入过量的氯化钡,可以将硫酸根离子除去,但是会引入钡离子杂质离子,加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去氯化镁,加入过量的碳酸钠溶液的目的除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2,过滤,将得到的沉淀全部滤出,得到的滤液是含有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等的混合物,加入足量的盐酸,可以出去碳酸根离子、氢氧根离子等杂质离子,最后即可获得较为纯净的氯化钠.
(1)实现固体和液体的分离的步骤a是过滤,操作b是对氯化钠溶液蒸发结晶获得氯化钠晶体的过程,此时玻璃棒的作用是:使滤液受热均匀,防止液体飞溅,故答案为:过滤;使滤液受热均匀,防止液体飞溅;
(2)过量的氯化钡会将全部的硫酸根离子沉淀完毕,只要是氯化钡剩余,则氯化钡会与硫酸钠反应出现白色沉淀,所以判断BaCl2已过量的方法是:取少量样品于试管中,滴入Na2SO4溶液,若有白色沉淀产生,则Bacl2过量,
故答案为:取少量样品于试管中,滴入Na2SO4溶液,若有白色沉淀产生,则Bacl2过量;
(3)加入过量的碳酸钠溶液的目的除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2,加入足量的盐酸,可以出去碳酸根离子、氢氧根离子等杂质离子,最后即可获得较为纯净的氯化钠,若加入足量的硫酸,则会在氯化钠中引入硫酸根杂质离子,故答案为:除CaCl2和过量的BaCl2;不能.
解析
解:实验流程为:粗盐样品含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质,加入过量的氯化钡,可以将硫酸根离子除去,但是会引入钡离子杂质离子,加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去氯化镁,加入过量的碳酸钠溶液的目的除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2,过滤,将得到的沉淀全部滤出,得到的滤液是含有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等的混合物,加入足量的盐酸,可以出去碳酸根离子、氢氧根离子等杂质离子,最后即可获得较为纯净的氯化钠.
(1)实现固体和液体的分离的步骤a是过滤,操作b是对氯化钠溶液蒸发结晶获得氯化钠晶体的过程,此时玻璃棒的作用是:使滤液受热均匀,防止液体飞溅,故答案为:过滤;使滤液受热均匀,防止液体飞溅;
(2)过量的氯化钡会将全部的硫酸根离子沉淀完毕,只要是氯化钡剩余,则氯化钡会与硫酸钠反应出现白色沉淀,所以判断BaCl2已过量的方法是:取少量样品于试管中,滴入Na2SO4溶液,若有白色沉淀产生,则Bacl2过量,
故答案为:取少量样品于试管中,滴入Na2SO4溶液,若有白色沉淀产生,则Bacl2过量;
(3)加入过量的碳酸钠溶液的目的除去杂质CaCl2和加入的过量试剂BaCl2,加入足量的盐酸,可以出去碳酸根离子、氢氧根离子等杂质离子,最后即可获得较为纯净的氯化钠,若加入足量的硫酸,则会在氯化钠中引入硫酸根杂质离子,故答案为:除CaCl2和过量的BaCl2;不能.
实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠.某学生设计了如下方案:如果此方案正确,那么:
(1)操作②是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?
(2)进行操作②后,如何判断SO42-已除尽,方法是______;
(3)操作③的目的是______;
(4)操作④的目的是______.
正确答案
解:(1)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质,故答案为:不能,用硝酸钡会引入新杂质NO3-;
(2)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有(或其他的方法);
(3)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钠反应生成碳酸钡和氯化钠,除去过量的氯化钡,再过滤;先过滤而后加碳酸钠溶液,在加入碳酸钠溶液后生成的碳酸钡还需要过滤,故答案为:除去过量的Ba2+;
(4)操作④加热煮沸溶液的目的是除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸,故答案为:除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸.
解析
解:(1)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质,故答案为:不能,用硝酸钡会引入新杂质NO3-;
(2)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有(或其他的方法);
(3)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钠反应生成碳酸钡和氯化钠,除去过量的氯化钡,再过滤;先过滤而后加碳酸钠溶液,在加入碳酸钠溶液后生成的碳酸钡还需要过滤,故答案为:除去过量的Ba2+;
(4)操作④加热煮沸溶液的目的是除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸,故答案为:除去滤液中溶解的CO2和多余的盐酸.
过滤后的食盐水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水:正确的操作顺序是( )
①加入稍过量的Na2CO3溶液;
②加入稍过量的NaOH溶液;
③加入稍过量的BaCl2溶液;
④滴入稀盐酸至无气泡产生;
⑤过滤.
正确答案
解析
解:首先要把粗盐溶于水形成溶液,然后镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,最后经蒸发操作得到较纯净的氯化钠,所以正确的顺序为③②①⑤④;
故选A.
粗盐中含有可溶性杂质CaCl2、MgCl2和Na2SO4,若要得到纯净的NaCl固体,有如下实验操作:①加入过量Na2CO3溶液、②加入过量NaOH溶液、③加入过量BaCl2溶液、④加入过量Ba(OH)2溶液、⑤加入过量盐酸、⑥过滤、⑦蒸发结晶.正确的实验操作顺序是( )
正确答案
解析
解:首先要把粗盐溶于水形成溶液,然后镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,最后经蒸发操作得到较纯净的氯化钠,所以正确的顺序为④①⑥⑤⑦;
故选C.
为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)
(1)第①步中,操作A是______,第⑤步中,操作B______.
(2)第④步中,写出相应的化学方程式(设粗盐溶液中Ca2+的主要存在形式为CaCl2)
______,______
(3)若先用盐酸调pH再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是______.
正确答案
溶解
过滤
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
操作③④中生成的Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3会与盐酸反应,从而影响制得精盐的纯度
解析
解:(1)称量的粗盐固体要先溶解,才能再除杂,固体和液体的分离采用过滤的方法,所以第⑤步中,操作B是过滤,故答案为:溶解;过滤;
(2)粗盐的提纯中,加入碳酸钠的作用是除去杂质离子钙离子以及过量的钡离子,反应的实质是:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,故答案为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)若先用盐酸调pH再过滤,那样Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3会与盐酸反应,生成氯化镁、氯化钙、氯化钡等物质,从而影响氯化钠的纯度,故答案为:操作③④中生成的Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3会与盐酸反应,从而影响制得精盐的纯度.
粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳、稀盐酸.
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为______ (只填化学式).
(2)如何检验SO42-是否沉淀完全______.
(3)调节pH 的目的______,试剂b是______(填名称).
(4)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为______,使用该试剂的目的是______.
正确答案
解:(1)除去粗盐中的可溶性杂质:Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,
故答案为:BaCl2、NaOH、Na2CO3(或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH);
(2)钡离子遇到硫酸根离子会生成白色沉淀,因此可以取上层清液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,如无沉淀生成,则表明SO42-已沉淀完全;如有沉淀生成,则表明SO42-未沉淀完全,
故答案为:静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO42-沉淀完全,反之未沉淀完全;
(3)加适量盐酸,可以少引入杂质,并且盐酸与过量NaOH溶液和过量Na2CO3溶液发生反应,离子方程式为:H++OH-═H2O,CO32-+2H+═H2O+CO2↑,从而除掉过量的OH-、CO32-;
故答案为:除掉过量的OH-、CO32-;稀盐酸;
(4)粗盐中含有钾离子,所以氯化钠晶体中混有氯化钾,必须进行洗涤,氯化钠不溶于乙醇,可用乙醇冲洗固体表面的氯化钾,这样可以减少晶体的损失,
故答案为:75%乙醇;除去晶体表面的KCl,减少晶体的损耗.
解析
解:(1)除去粗盐中的可溶性杂质:Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,
故答案为:BaCl2、NaOH、Na2CO3(或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH);
(2)钡离子遇到硫酸根离子会生成白色沉淀,因此可以取上层清液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,如无沉淀生成,则表明SO42-已沉淀完全;如有沉淀生成,则表明SO42-未沉淀完全,
故答案为:静置一段时间后,取少量上层清液再滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,说明SO42-沉淀完全,反之未沉淀完全;
(3)加适量盐酸,可以少引入杂质,并且盐酸与过量NaOH溶液和过量Na2CO3溶液发生反应,离子方程式为:H++OH-═H2O,CO32-+2H+═H2O+CO2↑,从而除掉过量的OH-、CO32-;
故答案为:除掉过量的OH-、CO32-;稀盐酸;
(4)粗盐中含有钾离子,所以氯化钠晶体中混有氯化钾,必须进行洗涤,氯化钠不溶于乙醇,可用乙醇冲洗固体表面的氯化钾,这样可以减少晶体的损失,
故答案为:75%乙醇;除去晶体表面的KCl,减少晶体的损耗.
柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源.液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①的名称是:______;操作④需要的玻璃仪器有:______.
(2)参照右图溶解度曲线,固体B的主要成分______
(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
(有关资料)
(设计除杂过程)
(i)若在操作⑤结束后发现溶液B略有浑浊,应采取的措施是______,
(ii)混合液A的主要成分是______ 试剂B的化学式是______ (填化学式).
(检验除杂效果)
(ⅲ)为检验Mg2+、SO42-是否除尽,通常分别取悬浊液A上层清液于两试管中.进行如下实验:
步骤一:检验Mg2+是否除尽.向其中一支试管中加入某溶液,如果没有沉淀生成,则表明Mg2+已除尽.效果最好的是______(填字母).
A.K2 CO3 B.KOH C.CaCl2
步骤二:检验SO42-是否除尽.向另一支试管中加入BaCl2溶液,如果无有沉淀生成,则SO42-已除尽.
(获取纯净氯化钾)
(ⅳ)对溶液B加热并不断滴加l mol•L一1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C.
(ⅴ)将溶液C倒入______ (填仪器名称)中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到______,停止加热.
(问题讨论)
(ⅵ)进行操作⑤前,需先加热,使沉淀颗粒增大,便于过滤;该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度______.
正确答案
萃取
玻璃棒、漏斗、烧杯
KCl
更换滤纸,重新过滤
BaCl2和KOH
K2CO3
B
蒸发皿
出现较多晶体,剩余较少水时
1.6×10一7mol/L
解析
解:(1)由题意知盐湖苦卤的浓缩液中富含Br-,加入氧化剂生成Br2单质,易溶于CCl4,通过萃取将Br2与溶液分离;分液后的溶液中含有大量的Mg2+,可加入KOH溶液和BaCl2溶液分别生成Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀,然后过滤分离,故操作④为过滤,需要的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯等,故答案为:萃取;玻璃棒、漏斗、烧杯;
(2)操作④后,溶液主要成分是KCl,降温后KCl的溶解度减小,析出KCL固体,故答案为:KCl;
(3)(ⅰ)操作⑤结束后发现溶液B略有浑浊,说明滤纸破损,应更换滤纸、重新过滤,故答案为:更换滤纸、重新过滤;
(ⅱ)向盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等)中加入氧化剂和四氯化碳以后,振荡溶液分层,下层是溶有溴的四氯化碳,此时所得的滤液主要含有大量的Mg2+、硫酸根离子,可加入KOH溶液和BaCl2溶液分别生成Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀,加入碳酸钾可以将大量的钡离子除去,故答案为:BaCl2和KOH;K2CO3;
(ⅲ)根据表中数据可知Mg(OH)2的溶度积较小,加入物质应生成Mg(OH)2沉淀,并不能引入新的杂质,所以应加入KOH溶液,故答案为:B;
(ⅴ)由溶液得到晶体应用蒸发结晶的操作方法,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到出现较多晶体,剩余较少水时停止加热,防止过热而导致固体分解而变质,
故答案为:蒸发皿;出现较多晶体,剩余较少水时;
(ⅵ)根据溶度积常数计算,c(Mg2+)×c2(OH-)=1.6×10-11,c(Mg2+)==1.6×10-7(mol/L),故答案为:1.6×10-7mol/L.
(2015秋•阜阳校级期中)实验室里需要纯净的NaCl溶液,但手边只有混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl.某学生设计了如图所示方案提取纯净的NaCl溶液.(已知:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O)
(1)150℃时,一定量的NH4HCO3完全分解后所得气体的平均相对分子质量为______.
(2)操作③所得到的悬浊液与胶体的本质区别是______.
(3)进行操作②后,判断SO42-是否已除尽方法是______.
(4)操作②加BaCl2溶液后生成沉淀,不必进行过滤就可进行操作③加碳酸钠溶液,其理由是______.
正确答案
解:(1)设碳酸氢铵的物质的量为1mol,则
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
1mol 1mol 1mol 1mol
氨气、水和二氧化碳的质量分别为17g,44g,18g,在150℃时,水时气体,所以生成气体的平均摩尔质量M==26.3g/mol,相对分子质量26.3,
故答案为:26.3;
(2)悬浊液与胶体的本质区别是分散质微粒直径大小不同,故答案为:分散质微粒直径大小不同;
(3)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有(或其他的方法);
(4)操作②加BaCl2溶液后生成沉淀,不必进行过滤就可进行操作③加碳酸钠溶液,过滤的次数越少,可以减少溶质的损失,
故答案为:过滤的次数越少,越能减少溶质的损失.
解析
解:(1)设碳酸氢铵的物质的量为1mol,则
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
1mol 1mol 1mol 1mol
氨气、水和二氧化碳的质量分别为17g,44g,18g,在150℃时,水时气体,所以生成气体的平均摩尔质量M==26.3g/mol,相对分子质量26.3,
故答案为:26.3;
(2)悬浊液与胶体的本质区别是分散质微粒直径大小不同,故答案为:分散质微粒直径大小不同;
(3)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有(或其他的方法);
(4)操作②加BaCl2溶液后生成沉淀,不必进行过滤就可进行操作③加碳酸钠溶液,过滤的次数越少,可以减少溶质的损失,
故答案为:过滤的次数越少,越能减少溶质的损失.
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