Question

19．CaCl₂是一種易溶于水的物質(zhì)，無(wú)法用過(guò)濾的方式將其和NaCl分離，經(jīng)過(guò)分析討論，某小組同學(xué)在此基礎(chǔ)上繼續(xù)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)：

回答下列問(wèn)題：
（1）該小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠蛛xNaCl和CaCl₂；
（2）上圖括號(hào)內(nèi)的操作步驟為①過(guò)濾②蒸發(fā)結(jié)晶；
（3）按此實(shí)驗(yàn)方案得到的NaCl固體中肯定含有Na₂CO₃（填化學(xué)式）雜質(zhì)，為了解決這個(gè)問(wèn)題可以向過(guò)濾得到的濾液中加入適量的鹽酸（填名稱）．
（4）在某Na⁺濃度為0.3mol•L^-1的某無(wú)色澄清溶液中，還可能含有若干種離子：陽(yáng)離子K⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Cu²⁺； 陰離子CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-
現(xiàn)取該溶液100mL，先加入足量稀硝酸，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.224L氣體；再加入足量稀Ba （NO₃）₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，將混合液過(guò)濾洗滌干燥得固體2.33g，濾液中滴加硝酸銀溶液無(wú)明顯現(xiàn)象．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
①不能確定是否存在的陰離子是NO₃^-．
②判斷K⁺是否存在的根據(jù)根據(jù)電荷守恒（2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01mol+2×0.01mol=0.04mol＞n（Na⁺）=0.1×0.3mol，因此溶液中一定含有K⁺；若存在，c（K⁺）的最小濃度為0.1mol/L．
③混合液過(guò)濾后洗滌沉淀，檢驗(yàn)沉淀洗凈的方法是：取最后一次洗滌濾液少許于試管，滴加幾滴Na₂CO₃溶液，如果沒有氣體，也沒有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明已洗凈．

Answer 1

分析 根據(jù)反應(yīng)流程圖分析可知：分離NaCl和CaCl₂兩種固體混合物，可采取溶解后加入過(guò)量碳酸鈉溶液，生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，然后通過(guò)過(guò)濾將碳酸鈣和氯化鈉溶液分離；碳酸鈣和鹽酸發(fā)生反應(yīng)得到氯化鈣溶液，經(jīng)蒸發(fā)可得到氯化鈣固體；由于碳酸鈉過(guò)量，所以濾液中的物質(zhì)有氯化鈉和碳酸鈉，因此要得到純凈的氯化鈉就需要除去碳酸鈉，加入稀鹽酸最合適，碳酸鈉和稀鹽酸生成氯化鈉和水和二氧化碳，鹽酸中的溶質(zhì)是氯化氫氣體，蒸發(fā)時(shí)氯化氫揮發(fā)出去，蒸發(fā)后最后的固體物質(zhì)是氯化鈉，
（1）流程分析可知實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠蛛x氯化鈉和氯化鈣混合物；
（2）①是分離固體和溶液的混合物操作為過(guò)濾，②是溶液中得到溶質(zhì)固體，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌、干燥得到氯化鈣固體；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入過(guò)量的碳酸鈉分析；
（4）在某Na⁺濃度為0.3mol•L^-1的某無(wú)色澄清溶液中，還可能含有若干種離子：陽(yáng)離子K⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Cu²⁺； 陰離子CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-，依據(jù)溶液為無(wú)色溶液，則判斷一定不含有Cu²⁺，現(xiàn)取該溶液100mL，先加入足量稀硝酸，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.224L氣體則判斷一定含CO₃^2-，則溶液中一定不含Ag⁺、Ca²⁺，再加入足量稀Ba （NO₃）₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，將混合液過(guò)濾洗滌干燥得固體2.33g判斷為硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，濾液中滴加硝酸銀溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明不含Cl^-，上述分析可知陽(yáng)離子出中鉀離子根據(jù)溶液中電荷守恒分析判斷是否含有，陰離子中硝酸根離子不能確定是否含有，一定含有的離子為：Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；

解答 解：（1）該小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠蛛x氯化鈉和氯化鈣混合物，
故答案為：分離NaCl 和CaCl₂；
（2）要將得到的碳酸鈣沉淀和和氯化鈉溶液分離，可以采用過(guò)濾的方法；得到的無(wú)色溶液中含有過(guò)量的碳酸鈉、氯化鈉，加入稀鹽酸除去過(guò)量的碳酸鈉得到氯化鈉溶液，氯化鈉的溶解度受溫度的影響變化較小，然后采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法得到其晶體；
故答案為：過(guò)濾；蒸發(fā)結(jié)晶；
（3）將此實(shí)驗(yàn)方法分離得到的NaCl，一定會(huì)含有雜質(zhì)，原因是前面加入的碳酸鈉過(guò)量沒有除去，正確的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該是濾液蒸發(fā)結(jié)晶之前加鹽酸，至不再產(chǎn)生氣體為止，從而消耗掉過(guò)量的碳酸鈉，得到純凈的氯化鈉；
故答案為：Na₂CO₃，鹽酸；
（4）在某Na⁺濃度為0.3mol•L^-1的某無(wú)色澄清溶液中，還可能含有若干種離子：陽(yáng)離子K⁺、Ag⁺、Ca²⁺、Cu²⁺； 陰離子CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-，依據(jù)溶液為無(wú)色溶液，則判斷一定不含有Cu²⁺，現(xiàn)取該溶液100mL，先加入足量稀硝酸，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.224L氣體則判斷一定含CO₃^2-，則溶液中一定不含Ag⁺、Ca²⁺，再加入足量稀Ba （NO₃）₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，將混合液過(guò)濾洗滌干燥得固體2.33g判斷為硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，濾液中滴加硝酸銀溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明不含Cl^-，上述分析可知陽(yáng)離子出中鉀離子根據(jù)溶液中電荷守恒分析判斷是否含有，陰離子中硝酸根離子不能確定是否含有，一定含有的離子為：Na⁺、CO₃^2-、SO₄^2-；
①不能確定是否存在的陰離子是NO₃^-，故答案為：NO₃^-；
②根據(jù)電荷守恒（2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01 mol+2×0.01 mol=0.04 mol＞n（Na⁺）=0.1×0.3 mol，因此溶液中一定含有K⁺，c（K⁺）的最小濃度為 0.1 mol/L，
故答案為：電荷守恒（2n（CO₃^2-+）+2n（SO₄^2-）=2×0.01 mol+2×0.01 mol=0.04 mol＞n（Na⁺）=0.1×0.3 mol，因此溶液中一定含有K⁺，0.1 mol/L；
③混合液過(guò)濾后洗滌沉淀，檢驗(yàn)沉淀洗凈的方法是檢驗(yàn)加入的硝酸鋇溶液中鋇離子的存在和碳酸根離子的存在，方法為：取最后一次洗滌濾液少許于試管，滴加幾滴Na₂CO₃溶液，如果沒有氣體，也沒有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明已洗凈，
故答案為：取最后一次洗滌濾液少許于試管，滴加幾滴Na₂CO₃溶液，如果沒有氣體，也沒有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明已洗凈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及離子共存、離子檢驗(yàn)及相關(guān)物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等，注重高頻考點(diǎn)的考查，題目難度中等，把握離子反應(yīng)反應(yīng)條件及常見離子的檢驗(yàn)方法為解答的關(guān)鍵，注意電荷守恒判斷K⁺是否存在為解答本題的難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)．