Question

18．一名学生设计了如下实验方法分离NaCl和CaCl₂两种固体混合物．填空回答下列问题：

（1）操作①的名称是过滤．
（2）写出沉淀B转化为C溶液的反应的离子方程式CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．实验中若获得5.0g纯净的沉淀B，则该反应会产生标准状况下1.12L气体
（3）按此实验方案分离得到的NaCl，经分析含有杂质，是因为上述方案中某一步设计有毛病，这一步的正确设计方案应是在操作①后的滤液中加入盐酸至无气体产生（或溶液pH值为7），再进行操作③．
（4）操作②蒸发时，过多的HCl挥发会污染空气，可以通过检测C溶液pH的办法来控制盐酸的适量，用pH试纸测C溶液的pH值的方法是将pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取C溶液点在pH试纸中央，然后与标准比色卡对照，读取pH．
（5）若要测定该样品中NaCl和CaCl₂的质量比，可称量D的质量xg和A（填A、B等字母）物质的质量yg． 则NaCl和CaCl₂的质量比可表示为$\frac{y-x}{x}$（用含x、y的代数式表示）．

Answer 1

分析 分离NaCl和CaCl₂两种固体混合物，溶解后加入过量碳酸钠溶液，生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钙和盐酸发生：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，得到氯化钙溶液，经蒸发可得到氯化钙固体；
由于碳酸钠过量，所以滤液中的物质有氯化钠和碳酸钠，因此要得到纯净的氯化钠就需要除去碳酸钠，加入稀盐酸最合适，碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠和水和二氧化碳，蒸发后最后的固体物质是氯化钠，
（1）溶解后加入过量碳酸钠溶液，生成碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤得到沉淀B和滤液；
（2）沉淀加入盐酸溶液溶解得到氯化钙溶液，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体；
（3）流程分析可知，操作①是加入了过量碳酸钠溶液，溶液中除氯化钠外含有碳酸钠，应加入盐酸除去；
（4）依据溶液PH测定方法和步骤回答；
（5）若要测定该样品中NaCl和CaCl₂的质量比需要知道氯化钙和氯化钠的质量分析．

解答 解：（1）溶解后加入过量碳酸钠溶液，生成碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤得到沉淀B和滤液，操作①的名称是过滤，
故答案为：过滤；
（2）沉淀加入盐酸溶液溶解得到氯化钙溶液，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，沉淀B转化为C溶液的反应的离子方程式：CaCO₃+2 H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，实验中若获得5.0g纯净的沉淀B为CaCO₃，则该反应会产生标准状况下气体二氧化碳体积=$\frac{5.0g}{100g/mol}$×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：CaCO₃+2 H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，1.12；
（3）流程分析可知，操作①是加入了过量碳酸钠溶液，溶液中除氯化钠外含有碳酸钠，应加入盐酸除去，正确设计方案应是：在操作①后的滤液中加入盐酸至无气体产生（或溶液pH值为7），再进行操作③，
故答案为：在操作①后的滤液中加入盐酸至无气体产生（或溶液pH值为7），再进行操作③；
（4）用pH试纸测C溶液的pH值的方法是：将pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取C溶液点在pH试纸中央，然后与标准比色卡对照，读取pH．
故答案为：将pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取C溶液点在pH试纸中央，然后与标准比色卡对照，读取pH；
（5）若要测定该样品中NaCl和CaCl₂的质量比需要知道氯化钙和氯化钠的质量分析，称量D的质量xg为氯化钙的质量，称量混合物A的质量计算得到氯化钠的质量yg，则NaCl和CaCl₂的质量比可表示为$\frac{y-x}{x}$，
故答案为：$\frac{y-x}{x}$．

点评 本题考查物质的分离、提纯知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的原理和操作方法，为解答该题的关键，难度中等．