- 化学与资源开发利用
- 共19748题
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,步骤如下所示(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值再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是______.
(4)为检验精盐纯度,制配制100mL 0.2mol/L NaCl(精盐)溶液,如图所示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100mL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100mL容量瓶.
关于粗盐提纯的下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、溶解时不是越稀越好,如果溶液太稀,蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干,故A错误;
B、滤液应该移至蒸发皿加热浓缩,故B错误;
C、蒸发时,当有大量晶体析出时应停止加热,用余热蒸干滤液,以免晶体受热后飞溅出来,不仅造成损失,而且可能因此发生意外事故,故C正确;
D、晶体应该用少量水洗涤,否则制得的晶体会有很多溶于水,故D错误.
故选C.
粗盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外,还含有泥沙等不溶性杂质.我们食用的精盐是用粗盐提纯而得到的.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)如何运用最简方法检验溶液中有无SO42-?______.如果有,应该如何除去SO42-?______
(2)在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中滴加饱和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.请问这一操作能除掉哪些杂质?______.
(4)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的:
溶解时:______;
过滤时:______;
蒸发时:______.
正确答案
解:(1)检验溶液中是否存在硫酸根离子的简便方法为:取粗盐溶解于水,静置片刻取上层清液,滴加盐酸后,无明显变化,再滴加一滴BaCl2溶液,如果出现白色浑浊或者沉淀,溶液中有SO42-,不出现浑浊就说明SO42-已经除尽;除去硫酸根离子,可以选用氯化钡溶液,反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过量的钡离子被后面加入的碳酸钠除去,
故答案为:取粗盐溶解于水,静置片刻取上层清液,滴加盐酸后,无明显变化,再滴加一滴BaCl2溶液,如果出现白色浑浊或者沉淀,溶液中有SO42-,不出现浑浊就说明SO42-已经除尽;在溶液中加入过量的BaCl2溶液;
(2)碳酸钠溶液可以除去Ca2+以及加入的过量Ba2+,故答案为:除去Ca2+以及加入的过量Ba2+;
(3)加入碳酸钠溶液后,可以得到BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等沉淀,所以将经过操作(2)后的溶液过滤得到的杂质为BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等,
故答案为:BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质;
(4)溶解粗盐时,需要用玻璃棒搅拌,加速粗盐的溶解过程;
过滤时需要用玻璃棒引流,使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒;
蒸发时需要用玻璃棒搅拌,防止因局部过热导致液滴或晶体飞溅,
故答案为:搅拌,加速溶解;引流,使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒;搅拌,防止因局部过热导致液滴或晶体飞溅.
解析
解:(1)检验溶液中是否存在硫酸根离子的简便方法为:取粗盐溶解于水,静置片刻取上层清液,滴加盐酸后,无明显变化,再滴加一滴BaCl2溶液,如果出现白色浑浊或者沉淀,溶液中有SO42-,不出现浑浊就说明SO42-已经除尽;除去硫酸根离子,可以选用氯化钡溶液,反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过量的钡离子被后面加入的碳酸钠除去,
故答案为:取粗盐溶解于水,静置片刻取上层清液,滴加盐酸后,无明显变化,再滴加一滴BaCl2溶液,如果出现白色浑浊或者沉淀,溶液中有SO42-,不出现浑浊就说明SO42-已经除尽;在溶液中加入过量的BaCl2溶液;
(2)碳酸钠溶液可以除去Ca2+以及加入的过量Ba2+,故答案为:除去Ca2+以及加入的过量Ba2+;
(3)加入碳酸钠溶液后,可以得到BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等沉淀,所以将经过操作(2)后的溶液过滤得到的杂质为BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等,
故答案为:BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质;
(4)溶解粗盐时,需要用玻璃棒搅拌,加速粗盐的溶解过程;
过滤时需要用玻璃棒引流,使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒;
蒸发时需要用玻璃棒搅拌,防止因局部过热导致液滴或晶体飞溅,
故答案为:搅拌,加速溶解;引流,使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒;搅拌,防止因局部过热导致液滴或晶体飞溅.
为了除去粗盐中含有的可溶性杂质CaCl2、MgCl2和Na2SO4,需进行下列实验操作.请在“括号”中填写所使用除杂试剂的化学式,在“方框”填写试验操作名称:
正确答案
解析
解:除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Ca2+、SO42-的方法:
①加水溶解;
②加入过量NaOH(去除镁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
③加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;
④加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3↓;
⑤过滤将沉淀和溶液分离;
⑥加过量的盐酸(除去多余的碳酸根离子、氢氧根离子),2H++CO32-=CO2↑+H2O;
⑦蒸发,让多余的盐酸以氯化氢的形式挥发.
故答案为:NaOH;BaCl2;Na2CO3;过滤;HCl;蒸发.
为了除去粗盐中的Ca2+,Mg2+,SO42-及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序______
①过滤;②加过量NaOH溶液;③加适量盐酸;④加过量Na2CO3溶液;⑤加过量BaCl2溶液
A.④②⑤B.④①②⑤③C.②⑤④①③D.①④②⑤③
写出有关反应的化学方程式6个:(杂质可理解为MgCl2,CaCl2,Na2SO4)______,______,______,______,______,______.
正确答案
C
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
HCl+NaOH=NaCl+H2O
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
解析
解: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,在进行过滤,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,所以正确的顺序为:②加过量的氢氧化钠溶液; ⑤加过量的氯化钡溶液; ④加过量的碳酸钠溶液; ①过滤; ③加适量盐酸.
故选C;
加入过量的BaCl2溶液,除去Na2SO4:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
加入过量的NaOH溶液,除去MgCl2:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
加入过量的Na2CO3溶液,除去CaCl2和BaCl2(两个反应方程式):Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
过滤
最后滴加适量盐酸至恰好不再产生气体,除去NaOH和Na2CO3:HCl+NaOH=NaCl+H2O、2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑蒸发溶液,析出NaCl晶体,
故答案为:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl;MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl;Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H2O;2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑.
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.某学生设计了如图实验方案.
已知:NH4HCO3CO2↑+NH3↑+H2O.
(1)简述BaCl2溶液可否改为Ba(OH)2溶液及理由:______;
(2)简述操作②后SO已除尽的方法______;
(3)用离子方程式表示下列操作的目的:加Na2CO3溶液:______;加盐酸:______.
(4)若过滤与加盐酸的顺序颠倒,导致的后果是______.
正确答案
解:(1)操作②是完全沉淀硫酸根离子,原则是加入的试剂不能引入新的杂质,或最后易于除去,除了用BaCl2溶液外,也可以用Ba(OH)2溶液,因为改用的Ba(OH)2引入的OH-在加入盐酸后可除去,
故答案为:可以,因为改用的Ba(OH)2引入的OH-在加入盐酸后可除去;
(2)加入过量氯化钡溶液,如果硫酸根离子为完全除去,则仍然含有硫酸根离子,能够与钡离子反应生成沉淀,所以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:取上层清液加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有;
(3)操作③是加入碳酸钠溶液,目的是除去过量的钡离子,避免引入钡离子杂质,所以加入碳酸钠的目的是除去过量的Ba2+,反应的离子方程式为:Ba2++CO32-=BaCO3↓,加盐酸,除去过量的碳酸根离子CO32-+2H+=H2O+CO2↑,
故答案为:Ba2++CO32-=BaCO3↓;CO32-+2H+=H2O+CO2↑;
(4)若过滤与加盐酸的顺序颠倒,碳酸钡与盐酸反应BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑,生成可溶性的钡盐,引进的Ba2+无法去除,
故答案为:引进的Ba2+无法去除.
解析
解:(1)操作②是完全沉淀硫酸根离子,原则是加入的试剂不能引入新的杂质,或最后易于除去,除了用BaCl2溶液外,也可以用Ba(OH)2溶液,因为改用的Ba(OH)2引入的OH-在加入盐酸后可除去,
故答案为:可以,因为改用的Ba(OH)2引入的OH-在加入盐酸后可除去;
(2)加入过量氯化钡溶液,如果硫酸根离子为完全除去,则仍然含有硫酸根离子,能够与钡离子反应生成沉淀,所以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:取上层清液加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有;
(3)操作③是加入碳酸钠溶液,目的是除去过量的钡离子,避免引入钡离子杂质,所以加入碳酸钠的目的是除去过量的Ba2+,反应的离子方程式为:Ba2++CO32-=BaCO3↓,加盐酸,除去过量的碳酸根离子CO32-+2H+=H2O+CO2↑,
故答案为:Ba2++CO32-=BaCO3↓;CO32-+2H+=H2O+CO2↑;
(4)若过滤与加盐酸的顺序颠倒,碳酸钡与盐酸反应BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑,生成可溶性的钡盐,引进的Ba2+无法去除,
故答案为:引进的Ba2+无法去除.
某校探究学习小组同学用含有少量杂质(主要为少量泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等)的粗盐制取“化学纯”级的NaCl,实验前他们设计了如下方案(框图).
(1)请写出操作第④、⑤步所加试剂名称及第⑥步操作名称:④______,⑤______,⑥______;
(2)沉淀混合物C的化学成分有(用文字和化学式表示):______;
(3)写出第⑤步操作中可能发生反应的离子方程式:______;
(4)如何用最简单方法检验第⑤步实验是否达到了目的:______;
(5)你认为该设计里哪些步骤调换后不影响实验结果:______;
(6)有同学认为上述实验设计步骤可以简化,请你提出简化的一种设想:______.
正确答案
Na2CO3溶液
盐酸
蒸发
CaCO3、BaCO3、
CO32-+2H+=CO2↑+H2O,H++OH-=H2O
用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸中部,若变红,说明溶液呈酸性,无OH-、CO32-存在;若变蓝,说明溶液仍呈碱性,有OH-、CO32-存在,需继续滴加盐酸至呈酸性.
②和③或③和④
用Ba(OH)2代替BaCl2和NaOH,使②③步合并为一步
解析
解:(1)操作第④步除钙离子加Na2CO3溶液转化为沉淀,Ca2++CO32-=CaCO3↓,同时碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,Ba2++CO32-=BaCO3↓,离子都形成沉淀,再进行过滤,操作第⑤步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,
故答案为:Na2CO3溶液;盐酸;蒸发;
(2)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,Ca2++CO32-=CaCO3↓,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,Ba2++CO32-=BaCO3↓,离子都形成沉淀,再进行过滤,题目中产生沉淀A为泥沙和硫酸钡;沉淀B为氢氧化镁;沉淀C为CaCO3、BaCO3,
故答案为:CaCO3、BaCO3;
(3)在粗盐中加入过量的氯化钡、氢氧化钠和碳酸钠之后,溶液中含有过量的氢氧化钠、碳酸钠以及要保留的氯化钠溶液,可以再加入盐酸将碳酸钠和氢氧化钠除掉,直到溶液显中性为止,反应为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,NaOH+HCl=NaCl+H2O,离子方程式为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O,H++OH-=H2O,
故答案为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O,H++OH-=H2O;
(4)第⑤步实验的目的是除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以检验第⑤步实验是否达到了目的,需检验OH-、CO32-存在,方法是:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸中部,若变红,说明溶液呈酸性,无OH-、CO32-存在;若变蓝,说明溶液仍呈碱性,有OH-、CO32-存在,需继续滴加盐酸至呈酸性,
故答案为:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸中部,若变红,说明溶液呈酸性,无OH-、CO32-存在;若变蓝,说明溶液仍呈碱性,有OH-、CO32-存在,需继续滴加盐酸至呈酸性;
(5)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,Ca2++CO32-=CaCO3↓,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,
故答案为:②和③或③和④;
(6)根据镁离子用氢氧根离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用BaCl2沉淀,所以,用Ba(OH)2代替BaCl2和NaOH,使②③步合并为一步,
故答案为:用Ba(OH)2代替BaCl2和NaOH,使②③步合并为一步.
(1)粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是______(填序号).
(2)工业生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤.选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?______(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量?______(填“是”或“否”);
(3)水是一种重要的自然资源,天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是______(填两种物质名称),其净水作用的原理是______.
(4)硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或与之相当的物质(如7.1mg MgO).若某天然水中c(Ca2)=1.2×10-3mol/L,c(Mg2+)=6×10-4mol/L,则此水的硬度为______.
(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO3-)=8×10-4mol/L,现要软化10m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2______g,后加入Na2CO3______g.
正确答案
解:(1)应先加入过量BaCl2,除去SO42-,然后加过量Na2CO3,可除去Ca2+、Mg2+、人e3+等,过滤后加入盐酸可除去Na2CO3,
故答案为:③①②;
(2)催化剂只对反应速率有影响,催化剂不影响化学平衡,所以变化对二氧化硫的转化率产生影响,也不会影响反应放出的热量,
故答案为:否;否;
(3)混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒,凝聚成较大的颗粒,而快速沉降的主要作用,要具备水解生成胶体的性质,所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,如明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等,
故答案为:明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(填其中任何两种);铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到净化目的;
(4)某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol•L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol•L-1,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO);1L水中钙离子物质的量=1.2×10-3mol,相当于CaO质量=1.2×10-3mol×56g/mol=67.2mg,1L水中镁离子物质的量=6×10-4mol,相当于氧化镁质量6×10-4mol×40g/mol=24mg,所以水的硬度==10°
故答案为:10°;
(5)10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10-3mol•L-1=12mol;镁离子物质的量为:10×103L×6×10-4mol•L-1=6mol;碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol;加入氢氧化钙发生的反应为:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O
1 2 1 1 1
6mol 12mol 8mol 8mol 8mol
共需氢氧根物质的量20mol;
需要Ca(OH)2物质的量10mol,氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g,
水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol,
其中需要加入的CO32-的物质的量为:n(CO32-)=22mol-8mol=14mol,
需要Na2CO3的质量为:m(Na2CO3)=14mol×106g/mol=1484g,
故答案为:740;1484.
解析
解:(1)应先加入过量BaCl2,除去SO42-,然后加过量Na2CO3,可除去Ca2+、Mg2+、人e3+等,过滤后加入盐酸可除去Na2CO3,
故答案为:③①②;
(2)催化剂只对反应速率有影响,催化剂不影响化学平衡,所以变化对二氧化硫的转化率产生影响,也不会影响反应放出的热量,
故答案为:否;否;
(3)混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒,凝聚成较大的颗粒,而快速沉降的主要作用,要具备水解生成胶体的性质,所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,如明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等,
故答案为:明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(填其中任何两种);铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体,它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体,使其聚沉,达到净化目的;
(4)某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol•L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol•L-1,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO);1L水中钙离子物质的量=1.2×10-3mol,相当于CaO质量=1.2×10-3mol×56g/mol=67.2mg,1L水中镁离子物质的量=6×10-4mol,相当于氧化镁质量6×10-4mol×40g/mol=24mg,所以水的硬度==10°
故答案为:10°;
(5)10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10-3mol•L-1=12mol;镁离子物质的量为:10×103L×6×10-4mol•L-1=6mol;碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol;加入氢氧化钙发生的反应为:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O
1 2 1 1 1
6mol 12mol 8mol 8mol 8mol
共需氢氧根物质的量20mol;
需要Ca(OH)2物质的量10mol,氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g,
水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol,
其中需要加入的CO32-的物质的量为:n(CO32-)=22mol-8mol=14mol,
需要Na2CO3的质量为:m(Na2CO3)=14mol×106g/mol=1484g,
故答案为:740;1484.
海水中含有Na+、Cl-,还含Ca2+、Mg2+、SO42-、Br-等离子.
(1)将海水嗮盐得到的粗盐溶解、过滤,可除去不溶性杂质;再将滤液蒸发、洗涤、干燥,可得到精盐.有关滤液“蒸发”的叙述正确的是______(选填序号).
a.蒸发的目的是得到热饱和溶液
b.蒸发的目的是析出NaCl晶体
c.应用余热蒸干溶液
d.应蒸发至有较多晶体析出时为止
(2)将制精盐的余液浓缩,通入适量氯气,Br-离子转化为单质,反应的离子方程式为______;将水溶液中的Br2提取出来还要进行的操作是:加CCl4萃取后分液、______.
(3)食盐水电解前要除去Ca2+、Mg2+、SO42-离子,加入试剂的顺序可以是______(选填序号).
a.NaOH、BaCl2、Na2CO3、HCl
b.BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl
c.Na2CO3、BaCl2、NaOH、HCl.
正确答案
解:(1)将滤液蒸发的目的是获得氯化钠晶体,不是为了获得饱和溶液;蒸发时当有较多晶体析出时为停止加热,利用余热将剩余的溶液蒸干,
故选:bd;
(2)将制精盐的余液浓缩,通入适量氯气,Br-离子转化为单质,反应的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,要将水溶液中的Br2提取出来还要进行的操作是:加有机溶剂萃取后分液、然后根据沸点不同,通过水浴蒸馏分离溴单质和有机溶剂,
故答案为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-;水浴蒸馏;
(3)加入氢氧化钠溶液时,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,从而除去氯化镁;加入氯化钡时,能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,从而除去硫酸钠;加入碳酸钠溶液时,能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠,从而除去氯化钙和过量的氯化钡;过滤,向滤液中加入适量的稀盐酸时,可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去;如果依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或依次加入氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液,可以达到同样的目的,
故选ab.
解析
解:(1)将滤液蒸发的目的是获得氯化钠晶体,不是为了获得饱和溶液;蒸发时当有较多晶体析出时为停止加热,利用余热将剩余的溶液蒸干,
故选:bd;
(2)将制精盐的余液浓缩,通入适量氯气,Br-离子转化为单质,反应的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,要将水溶液中的Br2提取出来还要进行的操作是:加有机溶剂萃取后分液、然后根据沸点不同,通过水浴蒸馏分离溴单质和有机溶剂,
故答案为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-;水浴蒸馏;
(3)加入氢氧化钠溶液时,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,从而除去氯化镁;加入氯化钡时,能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,从而除去硫酸钠;加入碳酸钠溶液时,能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠,从而除去氯化钙和过量的氯化钡;过滤,向滤液中加入适量的稀盐酸时,可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去;如果依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或依次加入氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液,可以达到同样的目的,
故选ab.
现有氯化钠样品(混有少量杂质离子:Mg2+、Ca2+、SO42-),某同学设计了以下实验方案对该样品进行提纯.
(1)所加物质化学式A______;B______;C______.
(2)沉淀物的化学式M______;N______;P______.
(3)加入过量A溶液的目的是______,加入过量C溶液的目的______,加入过量的C溶液后要得到NaCl晶体的操作是______.
正确答案
解:(1)加入过量BaCl2溶液,与MgSO4发生反应,生成BaSO4沉淀和MgCl2,故A溶液为BaCl2溶液,沉淀物M为BaSO4沉淀,滤液为溶MgCl2溶液;加过量Na2CO3溶液,与CaCl2、BaCl2发生反应,生成CaCO3、BaCO3沉淀和氯化钠;故沉淀物P为CaCO3、BaCO3沉淀,滤液为氯化钠溶液,溶液B为Na2CO3溶液;加适量盐酸,与③中过量NaOH溶液和②中过量Na2CO3溶液发生反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体,故溶液C为HCl溶液,
故答案为:BaCl2;Na2CO3;稀HCl溶液;
(2)A溶液为BaCl2溶液,沉淀物M为BaSO4沉淀,滤液为溶MgCl2溶液,加氢氧化钠得到的沉淀N为氢氧化镁,加过量Na2CO3溶液,与CaCl2、BaCl2发生反应,生成CaCO3、BaCO3沉淀和氯化钠,故沉淀物P为CaCO3、BaCO3沉淀,
故答案为:BaSO4;Mg(OH)2;BaCO3、CaCO3;
(3)加入过量BaCl2溶液,目的是将硫酸根全部转化为沉淀,加入过量稀盐酸是为了将多余的碳酸根和氢离子除去,有氯化钠的水溶液获得食盐晶体的操作是加热、蒸发、结晶,
故答案为:除SO42-;除过量的CO32-和OH-;加热、蒸发、结晶.
解析
解:(1)加入过量BaCl2溶液,与MgSO4发生反应,生成BaSO4沉淀和MgCl2,故A溶液为BaCl2溶液,沉淀物M为BaSO4沉淀,滤液为溶MgCl2溶液;加过量Na2CO3溶液,与CaCl2、BaCl2发生反应,生成CaCO3、BaCO3沉淀和氯化钠;故沉淀物P为CaCO3、BaCO3沉淀,滤液为氯化钠溶液,溶液B为Na2CO3溶液;加适量盐酸,与③中过量NaOH溶液和②中过量Na2CO3溶液发生反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体,故溶液C为HCl溶液,
故答案为:BaCl2;Na2CO3;稀HCl溶液;
(2)A溶液为BaCl2溶液,沉淀物M为BaSO4沉淀,滤液为溶MgCl2溶液,加氢氧化钠得到的沉淀N为氢氧化镁,加过量Na2CO3溶液,与CaCl2、BaCl2发生反应,生成CaCO3、BaCO3沉淀和氯化钠,故沉淀物P为CaCO3、BaCO3沉淀,
故答案为:BaSO4;Mg(OH)2;BaCO3、CaCO3;
(3)加入过量BaCl2溶液,目的是将硫酸根全部转化为沉淀,加入过量稀盐酸是为了将多余的碳酸根和氢离子除去,有氯化钠的水溶液获得食盐晶体的操作是加热、蒸发、结晶,
故答案为:除SO42-;除过量的CO32-和OH-;加热、蒸发、结晶.
实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体.某学生设计了如下方案.请回答下列问题.
(1)操作①可选择______仪器.
(2)试剂1为______(填化学式)
(3)加入试剂2的目的______,此时发生反应的离子方程式:______.
(4)加入盐酸时,所发生反应的离子方程式:______.
正确答案
解:(1)在氯化钠;硫酸钠以及碳酸氢铵的混合物中,只有碳酸氢铵是受热易分解的,可以用加热的方法来除去,要在坩埚中加热,故答案为:坩埚;
(2)对于在氯化钠和硫酸钠的混合液中,可以加氯化钡将硫酸钠除去,为了保证硫酸钠除净,所加试剂氯化钡要过量,故答案为:BaCl2溶液;
(3)上一步为了保证硫酸根被除净,所加的氯化钡是过量的,但是引进钡离子杂质,所以要加试剂2即碳酸钠来除,实质是:Ba2++CO32-=BaCO3↓,
故答案为:除去过量的Ba2+;Ba2++CO32-=BaCO3↓;
(4)为除掉多余的氯化钡中的钡离子,上一步所加的碳酸钠过量,多余的碳酸根离子可以用盐酸来除,即CO32-+2H+=H2O+CO2↑,故答案为:CO32-+2H+=H2O+CO2↑.
解析
解:(1)在氯化钠;硫酸钠以及碳酸氢铵的混合物中,只有碳酸氢铵是受热易分解的,可以用加热的方法来除去,要在坩埚中加热,故答案为:坩埚;
(2)对于在氯化钠和硫酸钠的混合液中,可以加氯化钡将硫酸钠除去,为了保证硫酸钠除净,所加试剂氯化钡要过量,故答案为:BaCl2溶液;
(3)上一步为了保证硫酸根被除净,所加的氯化钡是过量的,但是引进钡离子杂质,所以要加试剂2即碳酸钠来除,实质是:Ba2++CO32-=BaCO3↓,
故答案为:除去过量的Ba2+;Ba2++CO32-=BaCO3↓;
(4)为除掉多余的氯化钡中的钡离子,上一步所加的碳酸钠过量,多余的碳酸根离子可以用盐酸来除,即CO32-+2H+=H2O+CO2↑,故答案为:CO32-+2H+=H2O+CO2↑.
食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料.粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Fe3+、Mg2+、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
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为______(只填化学式),写出除去Fe3+时所发生反应的离子方程式:______.
(2)操作Ⅲ的名称是______,所需用到的玻璃仪器有______.(填仪器名称).
(3)洗涤NaCl晶体的目的是______,选用的试剂为______.
正确答案
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);Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;
(2)获得溶液中的溶质可以采用蒸发溶剂的方法,所用的仪器有:酒精灯、蒸发皿、玻璃棒等,其中玻璃仪器是:酒精灯、玻璃棒,故答案为:蒸发;酒精灯、玻璃棒;
(3)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.
故答案为:除去表面附带的KCl;75%乙醇.
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);Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;
(2)获得溶液中的溶质可以采用蒸发溶剂的方法,所用的仪器有:酒精灯、蒸发皿、玻璃棒等,其中玻璃仪器是:酒精灯、玻璃棒,故答案为:蒸发;酒精灯、玻璃棒;
(3)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.
故答案为:除去表面附带的KCl;75%乙醇.
如果某粗盐的溶液中含有少量的Ca2+、Mg2+、SO,用①盐酸调PH值、②氯化钡溶液、③碳酸钠溶液、④氢氧化钠溶液,⑤过滤操作除去杂质时,正确的顺序是______(填编号)
正确答案
②④③⑤①或④②③⑤①或②③④⑤①
解析
解: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,在进行过滤,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,所以正确的顺序为②④③⑤①或④②③⑤①或②③④⑤①,
故答案为:②④③⑤①或④②③⑤①或②③④⑤①.
地球是一颗蓝色的星球,表面大部分被海洋覆盖,海水中蕴含的元素多达80多种.通过海水晒制可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2以及泥沙等杂质.
以下是一种制备精盐的实验方案,步骤如下:
回答下列问题:
(1)小星对粗盐进行初步提纯第Ⅰ步进行______操作.
(2)小明在第Ⅱ步中,欲将MgCl2去除,选择添加NaOH溶液,请写出该反应的化学方程式______.但小亮同学对小明设想提出不同意见,他认为应该用Ca(OH)2代替NaOH,理由是______.
(3)小琴对第Ⅲ步进行实验,要将溶液中的Ca2+沉淀出来,必然加一种常见的盐,该盐为______,反应化学方程式为______,该盐要加过量的目的是______,据此分析,经过第Ⅲ步除去不溶物后,所得溶液的所有溶质有______.
(4)第Ⅳ步中,小琴加入过量盐酸,除去溶液中所有杂质后,认为过量的盐酸也并不是新引入的杂质,经过加热蒸发,盐酸也可以除去,小琴利用了盐酸的______性.
正确答案
解:(1)粗盐提纯时,第一步是将混合物溶解然后过滤除去泥沙等杂质的过程,故答案为:过滤;
(2)粗盐提纯时,加入氢氧化钠可以将镁离子沉淀下来,即2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl,但是氢氧化钠的价格高于氢氧化钙,导致提纯时的成本太高,
故答案为:2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl;NaOH价格较贵,使成本过高;
(3)碳酸钠可以将粗盐中的杂质离子钙离子沉淀,反应为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,加入试剂过量能保证钙离子沉淀完全,经过第Ⅲ步除去不溶物后,所得溶液的所有溶质有粗盐中的氯化钠,加入的过量的碳酸钠的剩余部分以及上一步除去镁离子所加的过量的氢氧化钠,
故答案为:Na2CO3;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;确保Ca2+完全沉降;NaCl、Na2CO3、NaOH;
(4)经过加热蒸发,盐酸也可以除去,应为盐酸具有挥发性,故答案为:挥发.
解析
解:(1)粗盐提纯时,第一步是将混合物溶解然后过滤除去泥沙等杂质的过程,故答案为:过滤;
(2)粗盐提纯时,加入氢氧化钠可以将镁离子沉淀下来,即2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl,但是氢氧化钠的价格高于氢氧化钙,导致提纯时的成本太高,
故答案为:2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl;NaOH价格较贵,使成本过高;
(3)碳酸钠可以将粗盐中的杂质离子钙离子沉淀,反应为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,加入试剂过量能保证钙离子沉淀完全,经过第Ⅲ步除去不溶物后,所得溶液的所有溶质有粗盐中的氯化钠,加入的过量的碳酸钠的剩余部分以及上一步除去镁离子所加的过量的氢氧化钠,
故答案为:Na2CO3;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;确保Ca2+完全沉降;NaCl、Na2CO3、NaOH;
(4)经过加热蒸发,盐酸也可以除去,应为盐酸具有挥发性,故答案为:挥发.
氯化钠样品含有少量的Na2SO4和 CaCl2,按下列流程进行净化,请在流程中的-----中写上合适的试剂,在中写上实验操作名称.
正确答案
解:(1)因为要除去氯化钠晶体中含有少量的Na2SO4和 Na2CO3两种杂质,实质就是除去碳酸根和硫酸根,根据实验流程,首先要溶于水配制成溶液,溶液中含有碳酸钠,硫酸钠和氯化钠三种物质,第二步是向溶液中加入过量的氯化钡,把溶液中的碳酸根和硫酸根都转化成沉淀,第三步是加入过量的碳酸钠,把第二步中过量的氯化钡除去,这样得到的混合液中含有碳酸钡和硫酸钡沉淀还要碳酸钠和氯化钠溶液,第四步是过滤除去沉淀,第五步向滤液中加入适量的盐酸,除去过量的碳酸钠,得到纯净的氯化钠溶液,第六步再蒸发结晶便得到纯净的氯化钠晶体.
故答案为:①蒸馏水;溶解;②BaCl2溶液;③Na2CO3溶液;④过滤;⑤稀盐酸;⑥蒸发结晶
解析
解:(1)因为要除去氯化钠晶体中含有少量的Na2SO4和 Na2CO3两种杂质,实质就是除去碳酸根和硫酸根,根据实验流程,首先要溶于水配制成溶液,溶液中含有碳酸钠,硫酸钠和氯化钠三种物质,第二步是向溶液中加入过量的氯化钡,把溶液中的碳酸根和硫酸根都转化成沉淀,第三步是加入过量的碳酸钠,把第二步中过量的氯化钡除去,这样得到的混合液中含有碳酸钡和硫酸钡沉淀还要碳酸钠和氯化钠溶液,第四步是过滤除去沉淀,第五步向滤液中加入适量的盐酸,除去过量的碳酸钠,得到纯净的氯化钠溶液,第六步再蒸发结晶便得到纯净的氯化钠晶体.
故答案为:①蒸馏水;溶解;②BaCl2溶液;③Na2CO3溶液;④过滤;⑤稀盐酸;⑥蒸发结晶
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