Question

13．现有NaCl、Na₂SO₄和NaNO₃的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-的相互分离，实验过程如图：

请回答下列问题：
（1）写出实验过程中所用试剂为：
试剂1BaCl₂或Ba（NO₃）₂    试剂2AgNO₃   试剂3Na₂CO₃
（2）加入试剂3过量的目的是除去溶液中过量的Ag⁺、Ba²⁺．
（3）操作①的名称是过滤．
（4）恰当地控制试剂4的加入量的方法是测定溶液pH，
写出加入试剂4后发生反应的化学方程式Na₂CO₃+2HNO₃=CO₂↑+H₂O+2NaNO₃．

Answer 1

分析 实现Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-的相互分离，通常用AgNO₃沉淀Cl^-，用BaCl₂或Ba （NO₃）₂ 沉淀SO₄^2-，如先加入AgNO₃，则会同时生成Ag₂SO₄和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl₂或Ba （NO₃）₂ 即试剂1，生成BaSO₄沉淀即A，然后在滤液中加入过量的AgNO₃即试剂2，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀即B，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃即试剂3，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，最后所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃即试剂4，最后进行蒸发操作可得固体NaNO₃，以此分析解答．

解答 解：实现Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-的相互分离，通常用AgNO₃沉淀Cl^-，用BaCl₂或Ba （NO₃）₂ 沉淀SO₄^2-，如先加入AgNO₃，则会同时生成Ag₂SO₄和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl₂或Ba （NO₃）₂ 即试剂1，生成BaSO₄沉淀即A，然后在滤液中加入过量的AgNO₃即试剂2，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀即B，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃即试剂3，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，最后所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃即试剂4，最后进行蒸发操作可得固体NaNO₃，
（1）根据上面的分析可知，试剂1为BaCl₂或Ba （NO₃）₂，试剂2为AgNO₃，试剂3为Na₂CO₃，
故答案为：BaCl₂或Ba （NO₃）₂；AgNO₃；Na₂CO₃；
（2）加入过量的Ba（NO₃）₂，在滤液中加入过量的AgNO₃，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀，反应后溶液中存在过量的Ag⁺、Ba²⁺，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，
故答案为：除去溶液中过量的Ag⁺、Ba²⁺；
（3）根据以上分析，操作①的名称是过滤，
故答案为：过滤；
（4）硝酸的量不可加入太多，最后所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃，发生：Na₂CO₃+2HNO₃=2NaNO₃+H₂O+CO₂↑，可通过测定溶液PH的方法判断反应是否已经完全，加入试剂4后发生反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HNO₃=CO₂↑+H₂O+2NaNO₃，
故答案为：测定溶液pH；Na₂CO₃+2HNO₃=CO₂↑+H₂O+2NaNO₃．

点评 本题考查物质的分离提纯操作，题目难度中等，本题注意Cl^-、SO₄^2-的性质，把握除杂原则，提纯时不能引入新的杂质，注意把握实验的先后顺序．