题目内容

12.食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料.
粗食盐常含有少量Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,实验室提供的试剂如下:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳.实验室提纯NaCl的流程如图1:

(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子,从实验室提供的试剂中选出,按滴加顺序依次为i  NaOH溶液  iiBaCl2溶液iii饱和Na2CO3溶液
(2)请写出下列试剂加入时发生反应的离子反应方程式:
加入试剂i:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
加入试剂iii:Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ca2++CO32-=CaCO3↓.
(3)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为75%乙醇.(从提供的试剂中选)
(4)实验中用到的盐酸的物质的量浓度为0.400mol/L,现实验室某浓盐酸试剂瓶上的有关数据如图2:
欲用图2所述的浓盐酸配制实验所需浓度的稀盐酸480mL,
①配制需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、20mL量筒、500mL容量瓶(填仪器名称)
②需量取的浓盐酸的体积为:16.8mL.

分析 在溶液Ⅰ中可依次加入氢氧化钠、氯化钡、饱和碳酸钠溶液,过滤所得滤液含有氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠,加入盐酸,所得溶液Ⅱ为氯化钠,蒸发浓缩,冷却结晶可得到氯化钠晶体.
(1)加入过量的氢氧化钠可以除去镁离子和三价铁离子,加入过量的氯化钡可以除去硫酸根离子,最后加入过量的碳酸钠除去过量的钡离子和钙离子,注意碳酸钠一定放在在后;
(2)加入氢氧化钠后氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,与铁离子反应生成氢氧化铁沉淀;
加入碳酸钠后,钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,钡离子与碳酸根离子反应生成碳酸钡沉淀;
(3)根据有机物的性质以及氯化钾在有机物中的溶解度知识来回答;
(4)①据实验操作的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器;
②依据稀释前后溶液中所含的氯化氢的物质的量不变计算解答.

解答 解:在溶液Ⅰ中可依次加入氢氧化钠、氯化钡、饱和碳酸钠溶液,过滤所得滤液含有氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠,加入盐酸,所得溶液Ⅱ为氯化钠,蒸发浓缩,冷却结晶可得到氯化钠晶体.
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,应首先加入过量的氢氧化钠除去镁离子和三价铁离子,然后加入过量的氯化钡可以除去硫酸根离子,最后加入过量的饱和碳酸钠溶液除去过量的钡离子和钙离子,
故答案为:BaCl2溶液;饱和Na2CO3溶液;
(2)加入氢氧化钠后氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,
加入碳酸钠后,钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,离子方程式为:Ba2++CO32-=BaCO3↓;
钡离子与碳酸根离子反应生成碳酸钡沉淀,离子方程式:Ca2++CO32-=CaCO3↓;
故答案为:i:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;iii:Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ca2++CO32-=CaCO3↓;
(3)除去NaCl晶体表面的少量的KCl,应选用75%的乙醇,因为CCl4有毒,同时KCl也不会溶解在CCl4中,
故答案为:75%乙醇;
(4)①用浓溶液配制烯溶液的步骤为:计算出需要的浓盐酸的体积16.8ml,用20ml量筒量取所需要的浓盐酸的体积,在烧杯中稀释(可用量筒量取水),用玻璃棒搅拌,冷却后转移到500ml容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤并将洗涤液移入容量瓶中,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加至溶液凹面与刻度线水平相切,盖好瓶塞,摇匀,所以还需要的玻璃仪器有:20mL量筒、胶头滴管、玻璃棒、烧杯、500mL容量瓶;
故答案为:20mL量筒;500mL容量瓶;
 ②从浓盐酸试剂瓶上的有关数据可知盐酸的密度为1.19g/ml,质量分数为36.5%,摩尔质量为36.5g/mol,
依据C=$\frac{1000ρω}{M}$,该浓盐酸的物质的量浓度为:C=$\frac{1000×1.19×36.5%}{36.5}$mol/L=11.9mol/L,稀释前后溶液中所含的氯化氢的物质的量不变,设消耗浓盐酸的体积为Vml,则11.9mol/L×V=0.400mol/L×500ml,解得V=16.8ml,
故答案为:16.8mL.

点评 本题考查以粗盐的提纯为载体综合考查物质的分离、提纯,为高频考点,侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查,题目难度不大,明确除去杂质离子用到的试剂及顺序,熟悉配置一定物质的量浓度溶液所需要的仪器和步骤是解题的关键.

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