Question

實驗室需要純凈的NaCl溶液，但實驗室的NaCl晶體混有少量Na₂SO₄和NH₄HCO₃，某同學按如下流程圖設計實驗除去雜質，回答下列問題：

（1）步驟 I除去的雜質是（填化學式）

 

，直接加熱要好于加強堿后再進行加熱，理由是

 

；
（2）按流程圖完成實驗設計，將相關的實驗操作、實驗現象和實驗目的填寫在下表中：

操作步驟	實驗現象	實驗目的
步驟II：將殘留物溶解得到溶液，
步驟III：
步驟IV：過濾，往濾液中
步驟V：將溶液加熱煮沸

（3）若最后得到20℃的NaCl飽和溶液．已知20℃時NaCl的溶解度為36.0g、NaCl飽和溶液的密度為1.12g/cm³，則20℃的NaCl飽和溶液的物質的量濃度為

 

mol/L（計算結果保留三位有效數字）．

Answer 1

分析：（1）根據碳酸氫銨熱穩定性較差，加熱容易分解解答；對直接加熱與加強堿后再進行加熱的操作方法，根據除雜原則分析直接加熱的優點；
（2）先加入過量的氯化鋇溶液除去硫酸根離子，然后加入過量的碳酸鈉溶液除去鋇離子，過濾后加入適量鹽酸除去過量的碳酸根離子，最后加熱溶液除去溶液的二氧化碳額氯化氫氣體，據此進行解答；
（3）根據氯化鈉的溶解度計算出氯化鈉溶液的質量分數，再根據c（NaCl）=

1000ρw

M

計算出該氯化鈉溶液的物質的量濃度．

解答：解：（1）氯化鈉、硫酸鈉比較穩定，碳酸氫銨加熱容易分解，可以通過加熱的方法除去氯化鈉中的碳酸氫銨雜質，且操作簡單，節省試劑，且不引入新的雜質，
故答案為：NH₄HCO₃；操作簡單、節省試劑、不引入新的雜質；
（2）步驟II：將殘留物溶解得到溶液，滴加過量的氯化鋇溶液除去硫酸根離子，硫酸根離子與鋇離子生成了白色硫酸鋇沉淀；
步驟III：往懸濁液中（或過濾后，往濾液中）滴加過量的Na₂CO₃溶液，除去溶液中過量的鋇離子；
步驟 IV：過濾除去生成的難溶物，然后往濾液中滴加適量的鹽酸，碳酸根離子與氫離子反應生成了二氧化碳氣體，目的為除去溶液中過量的碳酸根離子；
步驟V：將溶液加熱煮沸，驅趕溶解在溶液中的CO₂和HCl氣體，
故答案為：

操作步驟	實驗現象	實驗目的
步驟II：往溶液中滴加過量的BaCl2溶液	生成白色沉淀	除去SO42-離子
步驟III：往懸濁液中（或過濾后，往濾液中）滴加過量的Na2CO3溶液		除去過量的Ba2+離子
步驟 IV：滴加適量的鹽酸	產生少量氣泡	除去過量的CO32-離子
		驅趕溶解在溶液中的CO2和HCl氣體

（3）20℃時NaCl的溶解度為36.0g、NaCl飽和溶液的密度為1.12g/cm³，則20℃的NaCl飽和溶液的物質的量濃度為：
c（NaCl）=

1000ρw

M

=

1000× 36 100+36 ×1.12

58.5

mol/L≈5.07mol/L，
故答案為：5.07．

點評：本題考查物質的分離、提純方法，該題是高考中的常見題型，屬于基礎性試題的考查，該題難度不大，在解答物質分離提純試題時，選擇試劑和實驗操作方法應遵循三個原則：1．不能引入新的雜質（水除外），即分離提純后的物質應是純凈物（或純凈的溶液），不能有其他物質混入其中；2．分離提純后的物質狀態不變；3．實驗過程和操作方法簡單易行，即選擇分離提純方法應遵循先物理后化學，先簡單后復雜的原則．