Question

4．氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄以及泥沙等杂质．以下是粗盐提纯的操作流程．

提供的试剂：Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、HCl溶液．
（1）上述流程中，操作①的名称是过滤，操作②所选用的装置为D（填装置编号），该装置中仪器a的名称是蒸发皿

（2）欲除去溶液I中的MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄，根据提供的试剂，则下列滴加顺序错误的是B，
A．NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液         B．Na₂CO₃溶液、BaCl₂溶液、NaOH溶液
C．BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液         D．BaCl₂溶液、NaOH溶液、Na₂CO₃溶液
沉淀a中不溶于盐酸的主要物质为BaSO₄（填化学式）
（3）如何运用最简方法检验粗盐溶液中有无SO₄^2-？取粗盐溶解于水，静置片刻，取上层清液（或取溶液Ⅰ）滴加盐酸后无明显变化，再加BaCl₂ 溶液，若出现白色沉淀或浑浊，则说明含SO₄^2-．
（4）为除尽溶液I中SO₄^2-，则需要加入过量的BaCl₂ 溶液．如何判断SO₄^2-已沉淀完全取上层清液，继续滴入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，则说明SO₄^2-已沉淀完全（或取上层清液，继续滴入Na₂SO₄溶液，若有白色沉淀，则说明SO₄^2-已沉淀完全）．

Answer 1

分析 （1）粗盐提纯步骤为：溶解→过滤→蒸发结晶；操作②为蒸发结晶，该装置中仪器a为蒸发皿；
（2）根据根据Mg²⁺、Ca ²⁺、SO₄^2-等易转化为沉淀而被除去，以及根据不能产生新杂质的要求排序，前面加入的过量溶液应用后加入的溶液除去，最后加入适量的盐酸溶液，沉淀a为氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡，硫酸钡不溶于盐酸；
（3）硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，而且这种白色沉淀不溶于水也不溶于酸，所以一般用可溶性钡盐来检验硫酸根离子的存在；
（4）除去硫酸根离子用氯化钡，因硫酸钡不溶于水，也不溶于酸，一般用氯化钡溶液检验，因加钡离子过量，所以或用硫酸钠检验SO₄^2-已沉淀完全，可静置片刻后，取上层清液于试管中，继续滴入BaCl₂溶液或取上层清液，继续滴入Na₂SO₄溶液．

解答 解：（1）粗盐中含有泥沙，故应该先溶解然后再过滤而得到澄清溶液，最后蒸发结晶即可，所以步骤①的操作名称是过滤，操作②为蒸发结晶，需蒸发皿等蒸发装置，应选取装置D，该装置中仪器a的名称是蒸发皿，
故答案为：过滤； D； 蒸发皿； 
   （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，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；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，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；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，Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，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，Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓，离子都形成沉淀，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，最后经蒸发操作得到较纯净的氯化钠，所以B选项中Na₂CO₃溶液排在BaCl₂溶液之前错误，沉淀a为氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡，硫酸钡不溶于盐酸；
故答案为：B；BaSO₄；
（3）检验溶液中是否存在硫酸根离子的简便方法为：取粗盐溶解于水，静置片刻，取上层清液（或取溶液Ⅰ），滴加盐酸后，无明显变化，再滴加一滴BaCl₂溶液，如果出现白色浑浊或者沉淀，则说明含SO₄^2-，
故答案为：取粗盐溶解于水，静置片刻，取上层清液（或取溶液Ⅰ）滴加盐酸后无明显变化，再加BaCl₂ 溶液，若出现白色沉淀或浑浊，则说明含SO₄^2-；
（4）加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子，SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；检验硫酸根离子已除尽，取上层清液，继续滴入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，则说明SO₄^2-已沉淀完全（因钡离子过量，或取上层清液，继续滴入Na₂SO₄溶液，若有白色沉淀，则说明SO₄^2-已沉淀完全），
故答案为：过量的BaCl₂ 溶液； 取上层清液，继续滴入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，则说明SO₄^2-已沉淀完全（或取上层清液，继续滴入Na₂SO₄溶液，若有白色沉淀，则说明SO₄^2-已沉淀完全）．

点评 本题主要考查了粗盐提纯实验，为高频考查点，侧重于学生的分析和实验能力的考查，综合性强，要注意除杂质选取和添加的先后顺序，注意相关基础知识的积累，题目难度中等．