Question

3．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食盐常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液，饱和K₂CO₃溶液，NaOH溶液，BaCl₂溶液，Ba（NO₃）₂溶液
①欲除去溶液Ⅰ中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，选出A所代表的试剂，按滴加顺序依次为BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃
BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃（只填化学式）．
②加盐酸的目的是（用离子方程式表示）H⁺+OH^-=H₂O2H⁺+CO₃^2-=CO₂↑+H₂O．
（2）某化学小组拟采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）电解饱和食盐水，并用电解产生的H₂还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时验证氯气的氧化性．

①乙装置中X试剂可以是NaBr的CCl₄溶液，现象是溶液分层，下层是橙红色溶液．
②为完成上述实验，正确的连接顺序为A连E，B连CC（填接口字母）．
③丙装置中Y试剂的作用是干燥H₂，丙中碱石灰的作用是吸收CuO、H₂反应生成的水．
④测定Cu的相对原子质量．
将ω g CuO置于硬质玻璃管中，按以下两个方案测得的数据计算Cu的相对原子质量．

方案 质量	方案一	方案二
	U型管+固体	硬质玻璃管+固体
反应前质量/g	a	c
完全反应后质量/g	b	d

请回答：你认为方案二较佳，另一个方案得到的Cu的相对原子质量会偏低
偏低（填“偏低”、“偏高”）．按较佳方案计算，得到Cu的相对原子质量是$\frac{16（d+w-c）}{c-d}$．

Answer 1

分析 （1）根据镁离子和铁离子会与氢氧根离子和碳酸根离子生成沉淀，钙离子会与碳酸根离子生成沉淀，硫酸根离子会与钡离子生成沉淀，加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等进行分析；
（2）①②电解饱和食盐水，Cl^-在阳极失电子产生氯气，H⁺在阴极得电子产生氢气，H⁺不断得到电子，结果溶液里OH^-的数目相对地增多了，因而阴极附近形成了氢氧化钠的溶液．A为阴极，产生的氢气通入E试剂中干燥，再通入CuO粉末来测定Cu的相对原子质量；B为阳极，产生的氯气通入X试剂验证氯气的氧化性；
③丙装置中Y试剂是为了吸收氢气中的水，减少误差；U型管吸收产生的水；
④选方案一的数据进行计算时，主要考虑U型管也可能吸收空气中的水和CO₂会导致测定Cu的相对原子质量偏大或偏小；选用方案二数据进行计算是利用反应前后CuO中氧元素的减少量和实验前准确称取CuO的质量为wg中氧元素的质量相等，求得Cu的相对原子质量．

解答 解：（1）①加入过量的氢氧化钠可以除去镁离子和铁离子，加入适量的盐酸可以除去反应剩余的氢氧化钠和碳酸钠，加入适量的碳酸钠可以除去钙离子和反应剩余的氯化钡，加入氯化钡可以除去硫酸根离子，欲除去Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，先加入过量BaCl₂溶液，与SO₄^2-发生反应，生成BaSO₄沉淀；再加过量NaOH溶液，与Mg²⁺和Fe³⁺发生反应，生成Mg（OH）₂沉淀、Fe（OH）₃沉淀，最后加入过量Na₂CO₃溶液，与Ca²⁺发生反应，生成CaCO₃沉淀，与过量BaCl₂的反应生成生成BaCO₃沉淀；所以滴加的顺序为：BaCl₂，NaOH，Na₂CO₃；
故答案为：BaCl₂溶液，NaOH溶液，Na₂CO₃溶液；
②加适量盐酸，与①中过量NaOH溶液和过量Na₂CO₃溶液发生反应，生成氯化钠、水和二氧化碳气体，离子方程式为：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
故答案为：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑；
（2）①电解饱和食盐水产生的氯气与NaBr反应得到氯化钠和溴单质，溴在CCl₄中易溶，且CCl₄密度比水大，与水不互溶，所以溶液分层，下层是橙红色溶液．
故答案为：溶液分层，下层是橙红色溶液；
②A为阴极，产生的氢气中含有水蒸气，通入Y试剂中进行干燥，再通入CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，减少误差；B为阳极，产生的氯气通入X试剂中验证氯气的氧化性；所以A连E，B连C；
故答案为：E，C；
③电解饱和食盐水产生的氢气中含有水蒸气，会影响铜的相对原子质量的测定，需进行干燥，丙装置中Y试剂是为了吸收氢气中的水；U型管吸收产生的水．
故答案为：干燥H₂  吸收CuO、H₂反应生成的水；
④如选方案一数据进行计算时，U形管中的干燥剂也可能吸收空气中的水和CO₂，导致测定结果偏大，得到Cu的相对原子质量偏低；
根据质量守恒定律和题给氧化铜质量及方案二所测数据，
设Cu的相对原子质量为x，由反应前后氧元素的质量是不变的，w×$\frac{16}{16+x}$=c-d  解得：x=$\frac{16（d+w-c）}{c-d}$ 
故答案为：$\frac{16（d+w-c）}{c-d}$．

点评 本题涉及粗盐的提纯、电解池的工作原理等方面的知识，属于综合知识的考查，除杂时，注意除杂的最后不能再有其他杂质，过滤要放在所有沉淀步骤的最后；利用实验测定数据进行计算，要排出诸多影响测定结果的干扰，此题真能锻炼学生应用所学知识及慎密思维的能力．