题目内容
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+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如图1:
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、四氯化碳
(1)①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为
②为了检验NaCl晶体表面是否附带有KCl,可以选择的方法为
(2)用提纯的NaCl配制500mL4.00mol?L-1NaCl溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有的玻璃仪器
(3)电解饱和食盐水的装置如图2所示,在一定的条件下,若收集的H2为2L,则同样条件下收集的Cl2
(4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:Zn+H2SO4(稀)═ZnSO4+H2↑,MnO2+4HCl(浓)
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分析:(1)①把杂质转化为沉淀或气体除去,除钙离子用碳酸根离子,除铁离子、镁离子用氢氧根离子,除硫酸根离子用钡离子,要注意除杂质的顺序,后加的试剂需能把前面先加是过量试剂除掉;②检验洗涤液中是否有钾离子;
(2)根据配制溶液的步骤操作选择所用仪器;
(3)根据电解饱和食盐水时的产物以及氯气和氢氧化钠的反应来回答;
(4)实验室中采用金属锌和酸反应来获得氢气,利用二氧化锰和浓盐酸加热来获得氯气,据此结合装置特点解答;
(2)根据配制溶液的步骤操作选择所用仪器;
(3)根据电解饱和食盐水时的产物以及氯气和氢氧化钠的反应来回答;
(4)实验室中采用金属锌和酸反应来获得氢气,利用二氧化锰和浓盐酸加热来获得氯气,据此结合装置特点解答;
解答:解:(1)①除去粗盐中的可溶性杂质:Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3↓,碳酸钠必须加在氯化钡之后,否则会引入Ba2+,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,
所以其滴加顺序是BaCl2、NaOH、NaCO3,(或NaOH,BaCl2,Na2CO3),
故答案为:BaCl2,NaOH,Na2CO3(或NaOH,BaCl2,Na2CO3);
②检验洗涤液中是否有钾离子,可用干净铂丝取最后一次洗涤液在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃,如不出现淡紫色火焰,则说明已洗净,
故答案为:透过蓝色钴玻璃观测到焰色为淡紫色证明有氯化钾存在;
(2)配制500mL4.00mol?L-1NaCl溶液,操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,用玻璃棒搅拌,加速溶解,恢复室温后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤2-3次,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,最后定容颠倒摇匀,所以需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、500ml的容量瓶、胶头滴管、药匙,使用还需要烧杯、500ml的容量瓶、胶头滴管,
故答案为:烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管;
(3)电解饱和食盐水的反应:2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑,在阴级区内产生的Cl2能与该区生成的NaOH反应NaCl、NaClO和H2O,使得部分的Cl2被消耗,所以同样条件下收集到的Cl2小于2L,
故答案为:<;电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应;
(4)实验室中采用金属锌和酸不加热反应来获得氢气,故选择装置e,利用二氧化锰和浓盐酸加热来获得氯气,其中的杂质氯化氢可以加饱和食盐水来除,杂质水可以采用浓硫酸来除去,用向上排空气法收集,可以选择装置d,
故答案为:e;d
所以其滴加顺序是BaCl2、NaOH、NaCO3,(或NaOH,BaCl2,Na2CO3),
故答案为:BaCl2,NaOH,Na2CO3(或NaOH,BaCl2,Na2CO3);
②检验洗涤液中是否有钾离子,可用干净铂丝取最后一次洗涤液在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃,如不出现淡紫色火焰,则说明已洗净,
故答案为:透过蓝色钴玻璃观测到焰色为淡紫色证明有氯化钾存在;
(2)配制500mL4.00mol?L-1NaCl溶液,操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,用玻璃棒搅拌,加速溶解,恢复室温后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤2-3次,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,最后定容颠倒摇匀,所以需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、500ml的容量瓶、胶头滴管、药匙,使用还需要烧杯、500ml的容量瓶、胶头滴管,
故答案为:烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管;
(3)电解饱和食盐水的反应:2NaCl+2H2O
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故答案为:<;电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应;
(4)实验室中采用金属锌和酸不加热反应来获得氢气,故选择装置e,利用二氧化锰和浓盐酸加热来获得氯气,其中的杂质氯化氢可以加饱和食盐水来除,杂质水可以采用浓硫酸来除去,用向上排空气法收集,可以选择装置d,
故答案为:e;d
点评:本题主要考查了粗盐提纯过程中的除杂、溶液的配制、电解食盐水等方面的知识,综合性强,注意除杂质的顺序,不要引入新的杂质,掌握溶液的配制方法和电解原理是解答的关键,题目难度中等.
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