Question

13．现有含NaCl、Na₂SO₄和NaNO₃的混合物，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而得到纯净NaNO₃溶液．相应的实验过程可用如图表示：

请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式
试剂X：BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]     沉淀A：BaSO₄    沉淀B：AgCl
（2）上述实验流程中加入过量的Na₂CO₃的目的是除去过量的Ba²⁺、Ag⁺．
（3）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有Na₂CO₃（填化学式）杂质．
（4）如何除去溶液中过多的CO₃^2-得到纯净的NaNO₃溶液？先加入过量HNO₃溶液，然后边滴入NaOH溶液边用pH试纸检测溶液酸碱性，直至溶液呈中性
（5）经测定，实验所得的NaNO₃溶液的质量分数为22%，密度为1.16g/cm³，则该溶液对应的物质的量浓度为3mol/L．

Answer 1

分析 分离含NaCl、Na₂SO₄和NaNO₃的混合物，从而得到较为纯净的NaNO₃．实现Cl^-、SO₄^2-、和NO₃^-的相互分离，如先加入AgNO₃，则会同时生成Ag₂SO₄和AgCl沉淀，可在混合物中加入BaCl₂或Ba（NO₃）₂，生成BaSO₄沉淀，发生反应为Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，然后加入过量的AgNO₃生成AgCl沉淀，反应的离子方程式为Cl^-+Ag⁺=AgCl↓，最后加入过量的Na₂CO₃，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，过滤之后，加入稀HNO₃溶液从而得到NaNO₃，最后进行蒸发操作可得固体NaNO₃，以此解答该题．

解答 解：实验室分离含NaCl、Na₂SO₄和NaNO₃的混合物，从而得到较为纯净的NaNO₃．实现Cl^-、SO₄^2-、和NO₃^-的相互分离，如先加入AgNO₃，则会同时生成Ag₂SO₄和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，生成BaSO₄沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO₃，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀，
（1）由上述实验流程可知，试剂X为BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，沉淀A为BaSO₄，沉淀B为AgCl，
故答案为：BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]；BaSO₄；AgCl；
（2）加入过量的BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，然后在滤液中加入过量的AgNO₃，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中含有Ag⁺、Ba²⁺，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，除去过量的Ba²⁺、Ag⁺，
故答案为：除去过量的Ba²⁺、Ag⁺；
（3）加入过量的Na₂CO₃，此实验方案得到的溶液3中肯定含有Na₂CO₃，故答案为：Na₂CO₃；
（4）因为Na₂CO₃与稀HNO₃溶液反应生成二氧化碳气体和NaNO₃，蒸发后可得到NaNO₃，不引入杂质，所以操作③所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，则除去溶液中过多的CO₃^2-得到纯净的NaNO₃溶液的方法为先加入过量HNO₃溶液，然后边滴入NaOH溶液边用pH试纸检测溶液酸碱性，直至溶液呈中性，发生的反应为Na₂CO₃+2HNO₃═2NaNO₃+CO₂↑+H₂O，离子反应方程式为2H⁺+CO₃^2-═H₂O+CO₂↑，
故答案为：先加入过量HNO₃溶液，然后边滴入NaOH溶液边用pH试纸检测溶液酸碱性，直至溶液呈中性；
（5）NaNO₃溶液的质量分数为22%，密度为1.16g/cm³，则该溶液对应的物质的量浓度为$\frac{1000×1.16×22%}{85}$=3mol/L，故答案为：3mol/L．

点评 本题考查混合物的分离提纯，为高频考点，注意Cl^-、SO₄^2-的性质，把握除杂原则，提纯时不能引入新的杂质，注意把握实验的先后顺序，题目难度中等．