Question

20．為了將混有Na₂SO₄、NaHCO₃的NaCl提純，并制得純凈的溶液，某學生設計了如圖所示的實驗方案：

（1）操作①盛放藥品可選用坩堝（填儀器名稱）．操作①中發(fā)生反應的化學方程式是：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）操作②為什么不用Ba（NO₃）₂溶液，其理由是會引入NO₃^-．
（3）進行操作②后，如何判斷雜質已除盡？方法是用干凈的試管取上層清液，向試管中滴加BaCl₂溶液，若無沉淀說明SO₄²ˉ已除盡．
（4）操作③的目的是除過量的Ba²⁺；為何不先過濾后加Na₂CO₃溶液，其理由是可減少過濾次數(shù)．
（5）此設計方案是否嚴密？請說明理由不嚴密，在操作③時加入的Na₂CO₃溶液煮沸并不能除去，因此在操作④之后應加入少量鹽酸，然后再加熱煮沸，除去HCl．

Answer 1

分析 NaHCO₃不穩(wěn)定，加熱后得到的殘留物為氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉，溶解后在溶液中加入氯化鋇，可得到硫酸鋇和碳酸鋇沉淀，過濾，濾液中的主要成分為氯化鈉和碳酸鈉，如得到純凈的氯化鈉，應先加入鹽酸，再加熱煮沸，以此解答該題．

解答 解：NaHCO₃不穩(wěn)定，加熱后得到的殘留物為氯化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉，溶解后在溶液中加入氯化鋇，可得到硫酸鋇和碳酸鋇沉淀，過濾，濾液中的主要成分為氯化鈉和碳酸鈉，如得到純凈的氯化鈉，應先加入鹽酸，再加熱煮沸，
（1）加熱固體，應在坩堝中進行，碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱分解生成碳酸鈉，反應的化學方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案為：坩堝； 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）加入氯化鋇，生成碳酸鋇、硫酸鋇和氯化鈉，如加入硝酸鋇，可會引入NO₃^-雜質，故答案為：會引入NO₃^-；
（3）判斷雜質是否除盡，可用干凈的試管取上層清液，向試管中滴加BaCl₂溶液，若無沉淀說明SO₄²ˉ已除盡，故答案為：用干凈的試管取上層清液，向試管中滴加BaCl₂溶液，若無沉淀說明SO₄²ˉ已除盡；
（4）因加入過量的氯化鋇，需加入碳酸鈉，以除過量的Ba²⁺，為可減少過濾次數(shù)，可加入碳酸鈉后再過濾，
故答案為：除過量的Ba²⁺；可減少過濾次數(shù)；
（5）實驗不嚴密，濾液中的主要成分為氯化鈉和碳酸鈉，如得到純凈的氯化鈉，應先加入鹽酸，再加熱煮沸，
故答案為：不嚴密，在操作③時加入的Na₂CO₃溶液煮沸并不能除去，因此在操作④之后應加入少量鹽酸，然后再加熱煮沸，除去HCl．

點評 本題考查物質的分離、提純的實驗設計與綜合應用，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析、實驗能力的考查，解答該類題目，可把握實驗原理，掌握物質的性質，注意把握實驗的嚴密性和可行性的評價，難道不大．