Question

14．酸、碱、盐是三类重要的化合物，它们之间可相互转化．
（1）酸碱中和反应的实质酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合产生水（或H⁺+OH^-=H₂O）
（2）某化学小组在探究“酸碱中和反应”实验中，将稀硫酸滴入一定量的氢氧化钠溶液中，无明显现象，明明建议借助酸碱指示剂指示该反应．
请你帮明明设计实验证明酸碱恰好完全反应的中点，要求写出实验的主要操作，现象、结论．
（3）“粗盐提纯”指除去NaCl中的泥沙和MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等杂质．
某同学先除去不溶性杂质--泥沙，再利用Na₂CO₃、NaOH、BaCl₂溶液除去三种可溶性杂质，请回答：
①除去泥沙的主要步骤有哪些
②请写出Na₂CO₃、NaOH、BaCl₂溶液加入的先后顺序．
③以上方案还需完善，请说明原因并加以补充．
（4）问100g10.6%的碳酸钠溶液中加入50g稀盐酸恰好完全反应，求反应后溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据酸碱中和反应的实质来分析解答；
（2）根据氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变成红色，酚酞试液在酸性和中性溶液显无色设计实验；
（3）①要将混有泥沙的粗盐提纯，根据泥沙不溶于水的特点，先把粗盐进行溶解使泥沙与食盐初步分离，然后通过过滤除去溶液中不溶性的泥沙，最后经过对滤液即食盐水的蒸发，可分离出食盐；
②根据镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，加碳酸钠要放在加氯化钡之后，可以将过量的钡离子沉淀进行分析；
③根据氢氧化钠和碳酸钠都是过量的需要除去，否则会引入新的杂质分析；
（4）根据碳酸钠和盐酸生成氯化钠和水和二氧化碳，利用碳酸钠的质量求出生成的二氧化碳以及氯化钠的质量，然后利用溶质质量分数公式进行解答．

解答 解：（1）酸碱中和反应的实质是酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合产生水，可表示为H⁺+OH^-=H₂O；故填：酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合产生水（或H⁺+OH^-=H₂O）；
（2）先往氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变成红色，再往其中逐滴滴入稀硫酸，观察到溶液红色恰好褪去变成无色，说明氢氧化钠和硫酸恰好中和，故填：先往氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变成红色，再往其中逐滴滴入稀硫酸，观察到溶液红色恰好褪去变成无色，说明氢氧化钠和硫酸恰好中和（合理即可）；
（3）①要将混有泥沙的粗盐提纯，主要的实验步骤为：经过溶解使泥沙与食盐初步分离，再经过过滤和蒸发的操作分离出食盐，从而完成粗盐的提纯．因此实验步骤有：溶解、过滤、蒸发；故答案为：溶解，过滤，蒸发；
②镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，故答案为：NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃或BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃或BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH；
③要除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，需要加入过量的盐酸，在加盐酸之前需要进行过滤，否则会引入新的杂质；故答案为：将沉淀过滤后再向滤液中加入过量的盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，然后蒸发得到精盐；
（4）解：设生成的二氧化碳的质量为x，氯化钠的质量为y．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117       44
100g×10.6%  y         x
$\frac{100g}{100g×10.6%}$=$\frac{44}{x}$
x=4.4g
$\frac{106}{100g×10.6%}$=$\frac{117}{y}$
y=11.7g
反应后所得溶液中溶质的质量分数=$\frac{11.7g}{100g+50g-2.2g}$×100%=7.9%
答：反应后所得溶液中溶质的质量分数为7.9%．

点评 本题主要考查了在粗盐提纯中的物质的除杂或净化操作及有关化学方程式的计算，综合性较强，在解除杂及净化题时，首先要了解需要除去的是哪些离子，然后选择适当的试剂进行除杂，在除杂质时，杂质和所加的试剂的状态一样，就要注意，加入的量的控制．