Question

实验室需要纯净的NaCl溶液，但实验室的NaCl晶体混有少量Na₂SO₄和NH₄HCO₃，某同学按如下流程图设计实验除去杂质，回答下列问题：

（1）步骤 I除去的杂质是（填化学式）

 

，直接加热要好于加强碱后再进行加热，理由是

 

；
（2）按流程图完成实验设计，将相关的实验操作、实验现象和实验目的填写在下表中：

操作步骤	实验现象	实验目的
步骤II：将残留物溶解得到溶液，
步骤III：
步骤IV：过滤，往滤液中
步骤V：将溶液加热煮沸

（3）若最后得到20℃的NaCl饱和溶液．已知20℃时NaCl的溶解度为36.0g、NaCl饱和溶液的密度为1.12g/cm³，则20℃的NaCl饱和溶液的物质的量浓度为

 

mol/L（计算结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）根据碳酸氢铵热稳定性较差，加热容易分解解答；对直接加热与加强碱后再进行加热的操作方法，根据除杂原则分析直接加热的优点；
（2）先加入过量的氯化钡溶液除去硫酸根离子，然后加入过量的碳酸钠溶液除去钡离子，过滤后加入适量盐酸除去过量的碳酸根离子，最后加热溶液除去溶液的二氧化碳额氯化氢气体，据此进行解答；
（3）根据氯化钠的溶解度计算出氯化钠溶液的质量分数，再根据c（NaCl）=

1000ρw

M

计算出该氯化钠溶液的物质的量浓度．

解答：解：（1）氯化钠、硫酸钠比较稳定，碳酸氢铵加热容易分解，可以通过加热的方法除去氯化钠中的碳酸氢铵杂质，且操作简单，节省试剂，且不引入新的杂质，
故答案为：NH₄HCO₃；操作简单、节省试剂、不引入新的杂质；
（2）步骤II：将残留物溶解得到溶液，滴加过量的氯化钡溶液除去硫酸根离子，硫酸根离子与钡离子生成了白色硫酸钡沉淀；
步骤III：往悬浊液中（或过滤后，往滤液中）滴加过量的Na₂CO₃溶液，除去溶液中过量的钡离子；
步骤 IV：过滤除去生成的难溶物，然后往滤液中滴加适量的盐酸，碳酸根离子与氢离子反应生成了二氧化碳气体，目的为除去溶液中过量的碳酸根离子；
步骤V：将溶液加热煮沸，驱赶溶解在溶液中的CO₂和HCl气体，
故答案为：

操作步骤	实验现象	实验目的
步骤II：往溶液中滴加过量的BaCl2溶液	生成白色沉淀	除去SO42-离子
步骤III：往悬浊液中（或过滤后，往滤液中）滴加过量的Na2CO3溶液		除去过量的Ba2+离子
步骤 IV：滴加适量的盐酸	产生少量气泡	除去过量的CO32-离子
		驱赶溶解在溶液中的CO2和HCl气体

（3）20℃时NaCl的溶解度为36.0g、NaCl饱和溶液的密度为1.12g/cm³，则20℃的NaCl饱和溶液的物质的量浓度为：
c（NaCl）=

1000ρw

M

=

1000× 36 100+36 ×1.12

58.5

mol/L≈5.07mol/L，
故答案为：5.07．

点评：本题考查物质的分离、提纯方法，该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查，该题难度不大，在解答物质分离提纯试题时，选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则：1．不能引入新的杂质（水除外），即分离提纯后的物质应是纯净物（或纯净的溶液），不能有其他物质混入其中；2．分离提纯后的物质状态不变；3．实验过程和操作方法简单易行，即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学，先简单后复杂的原则．