Question

15．实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠．某学生设计了如下方案：

如果此方案正确，那么：
（1）操作①可选择坩埚仪器．
（2）操作②是否可改为加硝酸钡溶液？否，为什么？改用Ba（NO₃）₂会使溶液中引入新的杂质离子NO₃^-，以后操作中无法除去．
（3）进行操作②后，如何判断SO₄^2-已除尽，方法是取少量上层澄清溶液，再滴加BaCl₂溶液，如无沉淀出现则说明SO₄^2-已除尽（或其他的方法）．
（4）操作③的目的是除去过量的Ba²⁺．
（5）操作④的目的是除去滤液中溶解的CO₂和多余的盐酸．

Answer 1

分析 碳酸氢铵不稳定，加热分解生成二氧化碳、氨气和水，加热后残留物为氯化钠和硫酸钠，将残留物溶解后加入氯化钡可生成硫酸钡沉淀，过滤后得到滤液含有氯化钠、氯化钡，加入碳酸钠溶液生成碳酸钡沉淀，过滤，滤液中含有碳酸钠和氯化钠，加入盐酸，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，加热煮沸，可得到纯净的氯化钠溶液，以此解答该题．

解答 解：碳酸氢铵不稳定，加热分解生成二氧化碳、氨气和水，加热后残留物为氯化钠和硫酸钠，将残留物溶解后加入氯化钡可生成硫酸钡沉淀，过滤后得到滤液含有氯化钠、氯化钡，加入碳酸钠溶液生成碳酸钡沉淀，过滤，滤液中含有碳酸钠和氯化钠，加入盐酸，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，加热煮沸，可得到纯净的氯化钠溶液，
（1）根据图示，操作①是将固体混合物加热，使用到的仪器是坩埚，故答案为：坩埚；
（2）加入硝酸钠溶液，硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠，除去了硫酸钠，但引入了硝酸钠等新的杂质，
故答案为：否； 改用Ba（NO₃）₂会使溶液中引入新的杂质离子NO₃^-，以后操作中无法除去；
（3）加入过量氯化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，滴加一滴氯化钡溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽，
故答案为：取少量上层澄清溶液，再滴加BaCl₂溶液，如无沉淀出现则说明SO₄^2-已除尽（或其他的方法）；
（4）操作③加入碳酸钠溶液，碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，除去过量的氯化钡，再过滤，故答案为：除去过量的Ba²⁺； 
（5）操作④加热煮沸溶液的目的是除去滤液中溶解的CO₂和多余的盐酸，故答案为：除去滤液中溶解的CO₂和多余的盐酸．

点评 本题考查了物质分离、提纯方法的综合应用，题目难度中等，注意掌握化学实验基本操作方法，明确在除杂时不仅要能把杂质除掉，还不能引入新杂质，而且方法要简便易行，把握好此原则需要有扎实的基础知识和缜密的思维．