Question

为了将混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固体提纯，并制得纯净的KNO₃溶液（E），某学生设计如下实验方案：

（1）操作①主要是将固体溶解，则所用的主要玻璃仪器是

 

、

 

．
（2）操作②～④所加的试剂顺序可以为

 

，

 

，

 

（填写试剂的化学式）．
（3）如何判断SO₄^2-已除尽

 

（4）实验过程中产生的多次沉淀

 

（选填“需要”或“不需要”）多次过滤，理由是

 

．
（5）该同学的实验设计方案中某步并不严密，请说明理由

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）溶解固体常用烧杯，而为了加速其溶解通常用玻璃棒来搅拌，可以据此答题；
（2）除镁离子用氢氧根，除硫酸根用钡离子，因为加入的试剂都是过量的，所以后加的试剂要把先加的试剂所带入的杂质除掉，主要是碳酸钾要在硝酸钡之后加入，这样可以除去多余的钡离子进行解答；
（3）加入硝酸钡溶液检验硫酸根离子是否除尽；
（4）因为几个沉淀反应互不干扰，为了减少操作程序，不需要”）多次过滤；
（5）加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl^-，制不到纯净的KNO₃溶液（E）；

解答： 解：将混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固体溶解，配制成溶液，先加硝酸钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，硝酸易挥发，加热煮沸，制得纯净的KNO₃溶液（E），加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl^-．
（1）溶解固体药品通常在烧杯中进行，而固体物质溶于水时，在不借助外力帮助下，溶解速率很慢，为加快溶解，配制溶液时使用玻璃棒进行搅拌，使溶解的分子或离子向水中扩散速度加大，从而使物质溶解的速度加快，制得纯净的KNO₃溶液（E）．
故答案为：烧杯、玻璃棒；
（2）先加硝酸钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，再加碳酸钠，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；
先加氢氧化钾，除去镁离子，再加氯化钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；
先加入硝酸钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，能把钙离子和多余钡离子除去，再加氢氧化钾，除去镁离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，
故答案为：Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、KOH或KOH、Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、或Ba（NO₃）₂、KOH、K₂CO₃；
（3）加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子，检验硫酸根离子已除尽，可静止片刻在上层清液处，滴加一滴Ba（NO₃）₂溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽，
故答案为：静置，取少量上层澄清溶液，再加入少量Ba（NO₃）₂溶液，若不变浑浊，表明SO₄^2-已除尽；
（4）几个沉淀分别为BaSO₄、BaCO₃、Mg（OH）₂，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序，
故答案为：不需要；因为几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序；
（5）因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl^-，制不到纯净的KNO₃溶液（E），所以该同学的实验设计方案中该步并不严密，
故答案为：因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl^-；

点评：本题考查物质的分离、提纯、检验和鉴别，为高频考点，侧重于学生的分析和实验能力的考查，注意把握物质的性质的异同，考虑实验设计的严密性，题目难度中等．