题目内容

14.化工生产中需要对原料提纯,以利于提高产品质量.经测定某氯化钠样品中混有硫酸钠,为了除去杂质并制得纯净的氯化钠固体,在实验室研究中某学生设计方案如下:(所加试剂均过量)

回答下列问题
(1)写出操作②的化学方程式BaCl2+Na2SO4═Ba SO4↓+2NaCl;
(2)进行操作②后,如何判断硫酸钠已除尽,方法是向上清液中滴加氯化钡溶液,看是否有沉淀生成;
(3)操作④所需要的玻璃仪器除玻璃棒,烧杯外还需要漏斗,
(4)此设计方案是否严密,说明理由不严密,过量的碳酸钠没有除去.
(5)上述氯化钠样品为10g,步骤②中边搅拌边加入BaCl2溶液至Na2SO4完全沉淀为止,过滤得固体质量为1.42g,则样品中氯化钠的质量分数为91.3%.

分析 (1)根据氯化钡和硫酸钠溶液反应会生成硫酸钡沉淀和氯化钠进行解答;
(2)根据氯化钡和硫酸钠溶液反应会生成硫酸钡沉淀和氯化钠进行解答;
(3)根据过滤需要仪器分析;
(4)根据最后过量的碳酸钠没有除去进行解答;
(5)BaCl2和Na2SO4溶液交换成分恰好完全反应,生成1.42g的沉淀BaSO4.
根据沉淀BaSO4质量结合化学方程式即可计算出混合物中氯化钡的质量,即可计算混合物中氯化钠的质量分数.

解答 解:(1)氯化钡和硫酸钠溶液反应会生成硫酸钡沉淀和氯化钠,反应的方程式为:BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl;
(2)氯化钡和硫酸钠溶液反应会生成硫酸钡沉淀和氯化钠,所以判断硫酸钠已除尽,方法是向上清液中滴加氯化钡溶液,看是否有沉淀生成;
(3)过滤所需要的玻璃仪器除玻璃棒,烧杯外还需要漏斗;
(4)最后过量的碳酸钠没有除去,所以此设计方案不严密.
(5)由图可知,生成BaSO4沉淀的质量为23.3g;
设Na2SO4的质量x,
BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl
      142     233
       x     1.42g
$\frac{142}{x}=\frac{233}{1.42g}$
解之得 x=0.87g
原混合物中氯化钠的质量分数:$\frac{10g-0.87g}{10g}×100%$=91.3%;
答:(1)生成沉淀的质量是23.3g;(2)原混合物中氯化钠的质量分数是28.5%
故答案为:( 1)BaCl2+Na2SO4═Ba SO4↓+2NaCl;(2)向上清液中滴加氯化钡溶液,看是否有沉淀生成;(3)漏斗(4)不; 过量的碳酸钠没有除去.(5)91.3%.

点评 此题主要考查了物质的分离操作和除去杂质的方法,要根据物质的性质选择适当的方法或试剂进行解答,本题难度较大,培养学生对知识的应用和理解的能力.

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