Question

8．已知NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑．為了將混有硫酸鈉、碳酸氫銨的NaCl提純，并制得純凈的NaCl溶液，某學(xué)生設(shè)計如下實驗方案如圖1：
（1）操作①中盛放藥品可選用坩堝  （填儀器名稱），在加熱過程中應(yīng)不斷攪拌 （填操作名稱）．
（2）操作③為什么不用硝酸鋇溶液，其理由是會引入雜質(zhì)硝酸根離子．
（3）進行操作③后，如何判斷SQUOTE已除盡，方法是干凈試管取上層清液少許于試管中，向此試管中滴加BaCl₂溶液，若無沉淀，說明SO₄^2-已除盡．
（4）操作④發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl．
（5）說明此設(shè)計方案不嚴(yán)密之處及正確的方法在操作③時加入的Na₂CO₃溶液煮沸并不能除去，因此在操作④之后應(yīng)加過量鹽酸以除去Na₂CO₃，然后再加熱煮沸除去HCl和CO₂．
（6）若將純凈的NaCl溶液得到純凈的NaCl固體，還需的操作為蒸發(fā)、干燥．
（7）某研究小組同學(xué)得到另一份0.2L粗鹽樣品溶液，其相關(guān)信息如圖2，請回答下列問題：
①該混合液中，NaCl的物質(zhì)的量為0.2 mol，含溶質(zhì)MgCl₂的質(zhì)量為9.5 g．
②該混合液中CaCl₂的物質(zhì)的量為0.1 mol，將該混合液加水稀釋至體積為1L，稀釋后溶液中Ca²⁺的物質(zhì)的量濃度為0.1 mol•L^-1．
③向該稀釋后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液，可得到沉淀0.6 mol．

Answer 1

分析 混有硫酸鈉、碳酸氫銨的氯化鈉固體，由流程可知，①中發(fā)生加熱條件下分解反應(yīng)，分解后的固體溶于水后，與氯化鋇反應(yīng)除去硫酸根離子，再利用碳酸鈉除去過量的鋇離子，過濾后濾液中含NaCl、碳酸鈉，加鹽酸除去碳酸鈉后溶質(zhì)為NaCl，蒸發(fā)得到純凈的NaCl，以此解答（1）～（6）；
（7）①由圖可知，c（Na⁺）=1.0mol/L，c（Mg²⁺）=0.5mol/L，結(jié)合n=cV、m=nM計算；
②結(jié)合電荷守恒計算c（Ca²⁺），結(jié)合n=cV、c=$\frac{n}{V}$計算；
③加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液，氯離子轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀．

解答 解：混有硫酸鈉、碳酸氫銨的氯化鈉固體，由流程可知，①中發(fā)生加熱條件下分解反應(yīng)，分解后的固體溶于水后，與氯化鋇反應(yīng)除去硫酸根離子，再利用碳酸鈉除去過量的鋇離子，過濾后濾液中含NaCl、碳酸鈉，加鹽酸除去碳酸鈉后溶質(zhì)為NaCl，蒸發(fā)得到純凈的NaCl，
（1）操作①為加熱，盛放藥品可選用坩堝，在加熱過程中應(yīng)不斷攪拌，加快速率，故答案為：坩堝；攪拌；
（2）用硝酸鋇溶液會引入雜質(zhì)硝酸根離子，難以除去，故答案為：會引入雜質(zhì)硝酸根離子；
（3）進行操作③后，判斷溶液中SO₄^2-已除盡的方法為取③反應(yīng)后的上層清液再滴加氯化鋇，若不生成沉淀，可除盡，
故答案為：用干凈試管取上層清液少許于試管中，向此試管中滴加BaCl₂溶液，若無沉淀，說明SO₄^2-已除盡；
（4）操作④發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，故答案為：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl；
（5）由上述分析可知，此設(shè)計方案不嚴(yán)密之處及正確的方法為在操作③時加入的Na₂CO₃溶液煮沸并不能除去，因此在操作④之后應(yīng)加過量鹽酸以除去Na₂CO₃，然后再加熱煮沸除去HCl和CO₂，故答案為：在操作③時加入的Na₂CO₃溶液煮沸并不能除去，因此在操作④之后應(yīng)加過量鹽酸以除去Na₂CO₃，然后再加熱煮沸除去HCl和CO₂；
（6）溶液得到純凈的NaCl固體，需要蒸發(fā)、干燥操作，故答案為：蒸發(fā)、干燥；
（7）①由圖可知，c（Na⁺）=1.0mol/L，該混合液中，NaCl的物質(zhì)的量為0.2L×1.0mol/L=0.2mol；c（Mg²⁺）=0.5mol/L，含溶質(zhì)MgCl₂的質(zhì)量為0.2L×0.5mol/L×95g/mol=9.5g，故答案為：0.2；9.5；
②由電荷守恒可知2c（Ca²⁺）+c（Na⁺）+2c（Mg²⁺）=c（Cl^-），解得c（Ca²⁺）=$\frac{3.0-1.0-0.5×2}{2}$=0.5mol/L，混合液中CaCl₂的物質(zhì)的量為0.2L×0.5mol/L=0.1mol，該混合液加水稀釋至體積為1L，稀釋后溶液中Ca²⁺的物質(zhì)的量濃度為c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，故答案為：0.1；0.1；
③加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液，氯離子轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀，n（AgCl）=n（Cl^-）=3mol/L×0.2L=0.6mol，故答案為：0.6．

點評 本題考查混合物分離提純實驗方案的設(shè)計及計算，為高頻考點，把握流程中的化學(xué)反應(yīng)及混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰�、推斷能力的考查，題目難度不大．