题目内容
【题目】为将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯,并制得KNO3溶液,某学生设计了如下实验方案:
(1).操作①为__________。
(2).操作②~④所加试剂的溶质依次为__________。
(3).如何判断SO42-已除尽?__________。
(4).实验过程中产生的多种沉淀__________(填“需要”或“不需要”)多次过滤,其理由是__________。
(5).该同学的实验设计方案是否严密?__________(填“严密”或“不严密”),请说明理由:__________.
【答案】加水溶解Ba(NO3)2、KOH、K2CO3静置,取上层澄清溶液加入少量Ba(NO3)2溶液,若不变浑浊,则表明SO42-已除尽不需要几个生成沉淀的反应互不干扰,因此最后只需过滤一次,可减少操作步骤不严密加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl- ,应加入稀硝酸调节pH
【解析】
由流程可知，混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体溶解，配制成溶液，先加氢氧化钾溶液，除去镁离子，生成氢氧化镁沉淀，再加硝酸钡溶液，除去硫酸根，生成硫酸钡沉淀，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，过滤除去沉淀得到滤液，在滤液中加入硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，硝酸易挥发，加热煮沸，制得纯净的KNO3溶液，加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl－，以此解答该题。
（1）由流程可知，操作①为（加水）溶解，配制成溶液；
（2）由于过量的硝酸钡需要利用碳酸钾除去，所以碳酸钾一定要在硝酸钡的后面，则操作②～④加入的试剂依次为Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3；
（3）硫酸钡不溶于水也不溶于酸，则判断SO42－已除尽的实验操作为取少许滤液，先加入盐酸酸化，再向其中加入少量Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，表明SO42－已除尽；
（4）实验过程中产生的多次沉淀不需要多次过滤，因生成的沉淀可一次性过滤，如果分步过滤会使操作复杂化；
（5）根据以上分析可知该同学设计实验不合理，因调节溶液的pH不能用盐酸，而应该用硝酸，否则会引入杂质Cl－。
