Question

18．海水是盐的“故乡”，海水中含有各种盐类，其中70%为氯化钠，另外还含有氯化镁、硫酸镁等．某化学兴趣小组为了从海水中分离出氯化钠，设计了如下实验方案：
海水$→_{过量A，过滤}^{Ⅰ}$滤液$→_{过量B，过滤}^{Ⅱ}$滤液$→_{适量C至（）}^{Ⅲ}$NaCl溶液$\stackrel{Ⅳ}{→}$NaCl
（1）步骤Ⅰ中试剂A为NaOH、BaCl₂溶液或Ba（OH）₂溶液，加入过量A的目的是使Mg²⁺和SO₄^2-全部转化为沉淀而除去．
（2）步骤Ⅱ中试剂B为Na₂CO₃，加入过量B的目的是使Ba²⁺全部转化为碳酸钡沉淀而除去．
（3）步骤Ⅲ中试剂C为盐酸，加入适量C至无气体产生，其目的是除去过量的CO₃^2-和OH^-．
（4）步骤Ⅳ的实验操作为蒸发，试根据图示回答：
①按顺序写出图中编号仪器的名称：a为玻璃棒、b是蒸发皿、c是酒精灯；
②仪器a的作用是搅拌，其目的是防止因局部过热而导致液滴或晶体飞溅；
③当仪器b中出现大量固体时即可停止加热．

Answer 1

分析 海水中其中70%为氯化钠，另外还含有氯化镁、硫酸镁等，要得到较纯净的NaCl，应该除去海水中的Mg²⁺、SO₄^2-，Mg²⁺用NaOH溶液除去，生成Mg（OH）₂沉淀，SO₄^2-用BaCl₂溶液除去，生成BaSO₄沉淀，因为加入的氯化钡溶液过量，用Na₂CO₃除去BaCl₂，用适量稀盐酸除去过量的碳酸钠，过滤后得到NaCl溶液，最后蒸发浓缩、冷却结晶得到NaCl晶体；所以该流程图中A为NaOH、BaCl₂溶液，B为Na₂CO₃溶液、C为稀盐酸，
结合题目分析解答．

解答 解：海水中其中70%为氯化钠，另外还含有氯化镁、硫酸镁等，要得到较纯净的NaCl，应该除去海水中的Mg²⁺、SO₄^2-，Mg²⁺用NaOH溶液除去，生成Mg（OH）₂沉淀，SO₄^2-用BaCl₂溶液除去，生成BaSO₄沉淀，因为加入的氯化钡溶液过量，用Na₂CO₃除去BaCl₂，用适量稀盐酸除去过量的碳酸钠，过滤后得到NaCl溶液，最后蒸发浓缩、冷却结晶得到NaCl晶体；
所以该流程图中A为NaOH、BaCl₂溶液或，Ba（OH）₂ 溶液，B为Na₂CO₃溶液、C为稀盐酸，
（1）步骤Ⅰ中除去镁离子和硫酸根离子，分别生成氢氧化镁、硫酸钡沉淀，发生反应的离子方程式是Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，加入过量A的目的是使Mg²⁺和SO₄^2-全部转化为沉淀而除去，
故答案为：NaOH、BaCl₂溶液或Ba（OH）₂溶液；使Mg²⁺和SO₄^2-全部转化为沉淀而除去；
（2）步骤Ⅱ中试剂目的是除去过量的氯化钡，B为Na₂CO₃，
故答案为：Na₂CO₃；使Ba²⁺全部转化为碳酸钡沉淀除去；
（3）步骤Ⅲ中试剂目的是除去过量的碳酸钠和过量的氢氧根离子且不能引进新的杂质，C为稀盐酸，加入适量的C至无气体产生，
故答案为：盐酸；无气体产生；除去过量的CO₃^2-和OH^-；
（4）步骤Ⅳ的实验操作为蒸发，
故答案为：蒸发；
①a为玻璃棒、b是蒸发皿、c是酒精灯，
故答案为：a为玻璃棒、b是蒸发皿、c是酒精灯；
②仪器a是玻璃棒，起搅拌作用，防止局部温度过高而溅出液体，从而易产生安全事故，
故答案为：搅拌；防止溶液局部温度过高而溅出液体；
③当仪器b中出现大量固体时即可停止加热，利用余热将溶液蒸干，
故答案为：大量固体．

点评 本题考查海水资源综合利用，为高频考点，涉及物质分离和提纯及除杂、蒸发等知识点，明确实验原理、物质性质是解本题关键，注意除杂时不能引进新的杂质，如果引进新的杂质在最终过程中能除去，题目难度中等．