Question

3．NaCl既是生活必需品，也是重要的化工原料．纯净的氯化钠可以用来制各氯气、氢气、盐酸、氢氧化钠、次氯酸钠，金属钠等物质．但海水中提取的NaCl中往往混有杂质．如图是模仿工业制备纯净的氯化钠溶液的工艺流程：

已知：下列物质的溶解度（25℃）：
碳酸钡：1.409×10^-3g；硫酸钡：2.448×10^-4g
请回答下列问题：
（1）框图中“操作①”中“加热”的目的是使碳酸氢钠分解转化为碳酸钠，完成该操作所需要的主要硅酸盐实验仪器除酒精灯、玻璃棒外，还有坩埚．
（2）写出操作②中出现沉淀的离子方程式：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
加入过量的BaCl₂后，溶液中离子的浓度大小关系为SO₄^2-＜CO₃^2-（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）进行操作②后，如何判断SO₄^2-已经除尽？用洁净的试管取少量上层清液，向试管中滴加酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明硫酸根离子已经除尽．
（4）“目标物质”应该是纯净的NaCl溶液，但根据上述方法制备的“目标物质”中含有杂质碳酸钠，应该如何改进上述制备工艺：在操作④之后加入适量的盐酸并测定pH值，除去溶液中碳酸根离子．

Answer 1

分析 混有硫酸钠和碳酸氢钠的氯化钠加热后，碳酸氢钠受热分解，得残留物A中含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钠，溶解后得混合溶液B，B中加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀和碳酸钡沉淀，充分搅拌得悬浊液C，在C中加碳酸钠除去多余的氯化钡，过滤得溶液D主要含有氯化钠另有部分碳酸钠，经蒸发结晶可得氯化钠固体，
（1）加热可使碳酸氢钠分解；灼烧固体应在坩埚中进行；
（2）碳酸钠、硫酸钠与氯化钡生成碳酸钡、硫酸钡沉淀，因为碳酸钡比硫酸钡易溶，所以碳酸钡可以转化成硫酸钡，据此答题；
（3）判断SO₄^2-已经除尽，可以在沉淀后的上层清液中检验硫酸根离子，可以用氯化钡；
（4）根据上面的分析可知，目标物质中含有碳酸钠，可以用盐酸除去碳酸钠；

解答 解：混有硫酸钠和碳酸氢钠的氯化钠加热后，碳酸氢钠受热分解，得残留物A中含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钠，溶解后得混合溶液B，B中加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀和碳酸钡沉淀，充分搅拌得悬浊液C，在C中加碳酸钠除去多余的氯化钡，过滤得溶液D主要含有氯化钠另有部分碳酸钠，经蒸发结晶可得氯化钠固体，
（1）加热可使碳酸氢钠分解转化为碳酸钠，灼烧固体应在坩埚中进行，
故答案为：使碳酸氢钠分解转化为碳酸钠；坩埚；
（2）碳酸钠、硫酸钠与氯化钡生成碳酸钡、硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，因为碳酸钡比硫酸钡易溶，所以碳酸钡可以转化成硫酸钡，所以溶液中离子的浓度大小关系为SO₄^2-＜CO₃^2-，
故答案为：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；＜；
（3）判断溶液B中SO₄^2-已经除尽的方法为用洁净的试管取少量上层清液，向试管中滴加酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明硫酸根离子已经除尽，
故答案为：用洁净的试管取少量上层清液，向试管中滴加酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明硫酸根离子已经除尽；
（4）根据上面的分析可知，目标物质中含有碳酸钠，改进的方法是在操作④之后加入适量的盐酸并测定pH值，除去溶液中碳酸根离子，
故答案为：碳酸钠；在操作④之后加入适量的盐酸并测定pH值，除去溶液中碳酸根离子．

点评 本题考查了粗盐的提纯、溶液的配制级有关化学方程式的计算等相关知识，侧重基础知识的灵活应用，难度不大．