题目内容

11.某化学研究性学习小组,为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、$SO_4^{2-}$以及泥沙等杂质,设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
称取粗盐$→_{①}^{溶解}$ $→_{②}^{BaCl_{2}}$ $→_{③}^{NaOH}$ $→_{④}^{Na_{2}CO_{3}}$ $→_{⑤}^{(操作A)}$滤液$→_{⑥}^{稀盐酸}$ $→_{⑦}^{蒸发、结晶、烘干}$精盐
请回答下列问题:
(1)第②步加入BaCl2溶液的目的是除去$SO_4^{2-}$离子,判断BaCl2溶液已过量的方法是:取少量上层清液,再滴加BaCl2溶液,若不变浑浊,则表明BaCl2已过量.
(2)第④步中,加入Na2CO3溶液是为了除去Ca2+、Ba2+离子(填写离子符号).
(3)若第③、④步顺序颠倒,对实验是否有影响?无(填“有”或“无”).
(4)第⑥步中加入稀盐酸主要是为了除去其中的OH-、$CO_3^{2-}$离子(填写离子符号).
(5)该小组同学为了测定所制精盐的纯度,又补充做了如下实验:
a.称取产品(精盐),放入小烧杯中加水溶解.
b.再加入适量用稀硝酸酸化的AgNO3溶液,充分反应后,进行如图所示的操作.指出操作中存在的2处明显错误:没有用玻璃棒引流;漏斗末端没有紧靠烧杯内壁.
c.该小组同学将得到的沉淀未经洗涤,便直接干燥后称量,则所测产品中杂质的质量分数比实际含量偏低(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)

分析 根据已有的知识进行分析解答,检验硫酸钠是否全部被除去,可以加入氯化钡溶液,观察是否产生沉淀;根据除杂中各物质的作用进行分析解答,根据过滤操作的注意事项解答;根据杂质的质量分数的计算解答即可.

解答 解:(1)要判断氯化钡已经过量,则说明硫酸钠已经全部参加了反应,故可以再滴加BaCl2溶液,若不变浑浊,则表明BaCl2已过量,故填:再滴加BaCl2溶液,若不变浑浊,则表明BaCl2已过量;
(2)加入碳酸钠能除去钙离子和钡离子,故填:Ca2+、Ba2+;
(3)加入碳酸钠和氢氧化钠的顺序可以调换,对实验没有影响,故填:无;
(4)由于加入的氢氧化钠和碳酸钠过量,故加入的盐酸是为了除去氢氧根离子和碳酸根离子,故填:OH-、$CO_3^{2-}$;
(5)b,据图可以看出,该图中没有使用没有用玻璃棒引流,而且漏斗末端没有紧靠烧杯内壁;,故填:没有用玻璃棒引流,漏斗末端没有紧靠烧杯内壁;
c、将得到的沉淀未经洗涤,便直接干燥后称量,会使质量偏大,所测产品中杂质的质量分数比实际含量偏低,故填:偏低.

点评 本题考查的是粗盐中可溶性杂质的去除的知识,完成此题,可以依据已有的杂质去除的方法进行.

练习册系列答案
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2.研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动.将木炭、氧化铁及试管充分烘干,并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨.取适量上述混合物于试管中,用图1所示的装置加热(试管竖直向上,可使加热时的热量尽少散失).

【提出问题】实验结束后,试管中的剩余固体X含有哪些成分,质量分别是多少?
【查阅资料】
铁的氧化物被还原时,是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物,最后还原成金属铁.铁的氧化物及其部分性质如下:
Fe2O3为红色固体; Fe3O4和FeO均为黑色固体.其中,Fe3O4具有很好的磁性,能被磁铁吸引.三种氧化物均不溶于水,但能溶于稀盐酸,分别发生如下反应:
Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H₂O
Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O
FeO+2HCl═FeCl2+H2O
黄色的FeCl3溶液中滴入无色的KSCN溶液,溶液变为红色,该实验常用于检验FeCl3;FeCl3溶液遇单质铁发生反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2,溶液变为浅绿色.
【猜想】固体X可能含有:①Fe  ②FeO  ③Fe3O4  ④Fe2O3   ⑤C
【实施实验】
目的:确定固体X的组成.
步骤操作主要现象结论
Ⅰ取部分冷却后的固体X倒在滤纸上,用磁铁充分吸引.部分固体被吸引到磁铁上可能有Fe或Fe3O4
Ⅱ取滤纸上的剩余固体少量,放入图2所示的试管a中,通入氧气,用酒精灯加热.固体剧烈燃烧,b中溶液变浑浊一定有C
Ⅲ另取滤纸上的剩余固体少量,放入试管中,加入足量的稀盐酸.无明显现象一定没有FeO和Fe2O3
Ⅳ取步骤I磁铁上的固体少量,放入试管中,逐滴加入稀盐酸.产生气泡.一定有Fe
Ⅴ在步骤IV所得溶液中逐滴加入KSCN溶液.溶液不变红色一定没有Fe3O4
【反思改进】
同学们讨论发现,用上述实验方法不能确定固体X中一定没有Fe3O4,理由是固体X中如果含有Fe3O4,步骤V中加盐酸后,由于铁与FeCl3反应生成FeCl2,遇KSCN溶液也不变血红色.
为确定固体X中是否含Fe3O4并测定其中各成分的质量,同学们又进行了以下实验:
步骤操作数据
Ⅰ重新取部分冷却至室温的固体X,称量其质量为m1.m1=17.9g
Ⅱ将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中,称量整套装置及药品的质量为m2;打开分液漏斗旋塞,放入足量稀盐酸后关闭旋塞,待没有气泡产生并恢复至室温,再次称量整套装置及药品的质量为m3.m2=317.9g
m3=317.3.g
Ⅲ将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥,称量其质量为m4.m4=1.1g
【获得结论】
(1)为确定固体X中是否含Fe3O4,m1~m4中应该用到的数据有m1、m2、m3和m4.
(2)固体X的成分及质量分别是C是1.1g,Fe是16.8g.

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