Question

8．酸、碱、盐是几类重要的化合物，他们之间能发生复分解反应．
（1）复分解反应发生的条件是有沉淀析出，或有气体放出，或有水生成．
（2）某化学小组进行“酸和碱的中和反应”实验：将盐酸滴入一定量的澄清石灰水中，实验无明显现象．取反应后的部分溶液加热、蒸干、得到白色固体．
以下是探究白色固体成分的实验，已知CaCl₂溶液呈中性．请填写下表：

实验操作	测定结果	白色固体成分
用pH试纸测定反应后溶液的酸碱度，操作方法是	pH＞7
		CaCl2

实验反思：无明显现象的中和反应可借助酸碱指示剂判断反应终点．
（3）“粗盐提纯”指除去NaCl中的泥沙和MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等杂质．
某同学设计了除去三种可溶性杂质的实验方案：先将固体溶解，然后向其中依次加入过量的BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃溶液，充分反应后过滤，蒸发结晶．请回答：
①溶解、过滤和蒸发操作中都用到一种玻璃仪器，该仪器在蒸发操作中的作用是什么？
②加入Na₂CO₃溶液的目的是什么？
③以上方案还需完善，请说明原因并加以补充．
（4）工业上常用NaOH溶液处理铝土矿（主要成分为A1₂O₃），反应的化学方程式为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O（杂质不参与反应也不溶于水）．若用160kg NaOH配制的溶液恰好能处理340kg铝土矿，最终得到1004kg NaAlO₂溶液．
计算①该铝土矿中A1₂O₃的质量分数．
②加入的NaOH溶液中水的质量．

Answer 1

分析 （1）根据复分解反应的条件分析；
（2）根据溶液pH的测定方法及酸碱中和的程度分析溶液的pH及成分；
（3）①根据溶解、过滤和蒸发操作中所用的仪器来考虑；
②根据会与碳酸根离子生成沉淀的有哪些物质进行分析；
③经上述方案处理后的溶液呈碱性，加入稀盐酸可以除去过量的氢氧化钠和过量的碳酸钠．
（4）①根据氢氧化钠的质量和方程式计算Al₂O₃的质量，进一步计算铝土矿中Al₂O₃的质量分数
②根据质量守恒分析加入的NaOH溶液中水的质量．

解答 解：（1）复分解反应发生的条件是有沉淀析出，或有气体放出，或有水（或难电离物）生成；故答案为：水（或难电离物）；
（2）测溶液pH值具体方法：用洁净玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较；用pH试纸测定反应后溶液的酸碱度是pH＞7，说明是氢氧化钙剩余，因此白色固体中含有生成的氯化钙和剩余的氢氧化钙；因为白色固体是氯化钙，因此可能是酸碱完全反应，pH=7；也可能是盐酸剩余，在蒸发过程中挥发走了，只剩下氯化钙，所以pH＜7；
（3）①在溶解、过滤和蒸发操作中都用到的玻璃仪器是玻璃棒，在蒸发操作中的作用是搅拌，使受热均匀，防止液滴飞溅；
②碳酸钠中的碳酸根离子会与钡离子和钙离子反应生成碳酸钡和碳酸钙沉淀，因此加入Na₂CO₃溶液的目的是除去溶液中的钙、钡离子；
③经上述处理后的溶液中还含有氢氧化钠和碳酸钠等杂质，呈碱性，因此，还需加入适量稀盐酸和氢氧化钠、碳酸钠反应，从而把过量的氢氧化钠、碳酸钠除去，调节溶液的PH=7．
（4）①设Al₂O₃的质量为x
Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O
102        80
x           160kg
$\frac{102}{80}=\frac{x}{160kg}$    解得：x=204kg
铝土矿中A1₂O₃的质量分数：$\frac{204kg}{340kg}$×100%=60%
②加入的NaOH溶液中水的质量1004kg-204kg-160kg=640kg．
故答为：（1）水；（2）

实验操作	测定结果	白色固体成分
操作方法是   用洁净玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较．		CaCl2、Ca（OH）2

（3）①在溶解、过滤和蒸发操作中都用到的玻璃仪器是玻璃棒，在蒸发操作中的作用是搅拌，使受热均匀，防止液滴飞溅；
②加入Na₂CO₃溶液的目的是除去溶液中的钙、钡离子；
③经上述处理后的溶液中还含有氢氧化钠和碳酸钠等杂质，呈碱性，因此，还需加入过量稀盐酸和氢氧化钠、碳酸钠反应，从而将氢氧化钠、碳酸钠全部转化为氯化钠，过量的盐酸是蒸发时会挥发掉的．
（4）①铝土矿中Al₂O₃的质量分数60%；②加入的NaOH溶液中水的质量640kg．

点评 本题是一道综合性的问题的考查，利用复分解反应的条件、酸碱中和反应程度的判断方法等相关的知识点进行逐项分析．