题目内容

为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵（不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水）的氯化钠提纯，某同学设计的实验流程如图：
：
试回答下列问题：
（1）操作①的目的是．操作②能否用硝酸钡溶液？（填“能”或“否”）．
（2）进行操作②后，如何判断 $数学公式$ 已除尽，方法是．
（3）写出操作③有关的化学反应方程式．操作④的名称是．
（4）此设计方案是否严密，说明理由．
（5）原固体样品中含NaCl m₁g，最后得到的NaCl固体m₂g，则m₁__m₂（填“＞”、“＜”或“﹦”）

解：该同学采取的方法是：加热混合物，除去碳酸氢铵，加入过量氯化钡溶液除去硫酸钠，再加入过量碳酸钠溶液除去过量的氯化钡，过滤掉生成的硫酸钡、碳酸钡沉淀，并蒸发滤液得到氯化钠固体；
（1）依据题意：碳酸氢铵（不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水），所以操作①加热的目的是除去碳酸氢铵；操作②若加入硝酸钡溶液，硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠，除去了硫酸钠，但引入了硝酸钠新的杂质，故不能用硝酸钡溶液；
（2）加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子，要检验硫酸根离子已除尽，可静止片刻，取少量上层清液，滴加氯化钡溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽；
（3）操作③加入碳酸钠溶液，碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，除去过量的氯化钡，方程式是BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl；再过滤去操作②中的硫酸钡和生成的碳酸钡沉淀；
（4）此方案不严密，过量的碳酸钠没有除去，得到的溶液中含有氯化钠和过量的碳酸钠两种溶质，致使得到的氯化钠溶液不纯，应加入适量盐酸除去碳酸钠，再加热煮沸；
（5）因为过量的碳酸钠没有除去，所以蒸发得到的晶体中还含有碳酸钠，所以m₁＜m₂；
故答案为：（1）除去碳酸氢铵；否；
（2）静置，往上层澄清液中滴加BaCl₂溶液，如果没有白色沉淀产生，则 $\text{[math]}$ 已除尽（或取少量上层澄清溶液，再滴加BaCl₂溶液，如无沉淀出现则说明SO₄^2-已除尽）；
（3）BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl；过滤；
（4）不严密，操作③引入的过量Na₂CO₃没有除去；
（5）＜．
分析：为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵（不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水）的氯化钠提纯，该同学采取的方法是加热混合物，除去碳酸氢铵，加入过量氯化钡溶液除去硫酸钠，再加入过量碳酸钠溶液除去过量的氯化钡，过滤掉生成的硫酸钡、碳酸钡沉淀，并蒸发滤液得到氯化钠固体；
（1）据题意：碳酸氢铵受热易分解解答，除杂时不能引入新的杂质；
（2）可加入氯化钡溶液检验硫酸根离子是否除尽；
（3）加入碳酸钠可与过量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，除去不溶性沉淀用过滤的方法；
（4）除杂时，氯化钠溶液中不能有其他杂质，而操作③中加入的过量的碳酸钠没有除去；
（5）因为过量的碳酸钠没有除去，所以蒸发得到的晶体中还含有碳酸钠．
点评：常见物质的分离方法和提纯是现在考试的重点和热点，可以根据所学知识进行回答，首先分析流程图中发生的反应，并明确除杂时不得引入新的杂质，能较好考查学生分析、解决问题的能力．