Question

3．NaCl既是生活必需品，也是重要的化工原料．純凈的氯化鈉可以用來制各氯氣、氫氣、鹽酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉，金屬鈉等物質．但海水中提取的NaCl中往往混有雜質．如圖是模仿工業制備純凈的氯化鈉溶液的工藝流程：

已知：下列物質的溶解度（25℃）：
碳酸鋇：1.409×10^-3g；硫酸鋇：2.448×10^-4g
請回答下列問題：
（1）框圖中“操作①”中“加熱”的目的是使碳酸氫鈉分解轉化為碳酸鈉，完成該操作所需要的主要硅酸鹽實驗儀器除酒精燈、玻璃棒外，還有坩堝．
（2）寫出操作②中出現沉淀的離子方程式：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
加入過量的BaCl₂后，溶液中離子的濃度大小關系為SO₄^2-＜CO₃^2-（選填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）進行操作②后，如何判斷SO₄^2-已經除盡？用潔凈的試管取少量上層清液，向試管中滴加酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀產生，則說明硫酸根離子已經除盡．
（4）“目標物質”應該是純凈的NaCl溶液，但根據上述方法制備的“目標物質”中含有雜質碳酸鈉，應該如何改進上述制備工藝：在操作④之后加入適量的鹽酸并測定pH值，除去溶液中碳酸根離子．

Answer 1

分析 混有硫酸鈉和碳酸氫鈉的氯化鈉加熱后，碳酸氫鈉受熱分解，得殘留物A中含有硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉，溶解后得混合溶液B，B中加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀和碳酸鋇沉淀，充分攪拌得懸濁液C，在C中加碳酸鈉除去多余的氯化鋇，過濾得溶液D主要含有氯化鈉另有部分碳酸鈉，經蒸發結晶可得氯化鈉固體，
（1）加熱可使碳酸氫鈉分解；灼燒固體應在坩堝中進行；
（2）碳酸鈉、硫酸鈉與氯化鋇生成碳酸鋇、硫酸鋇沉淀，因為碳酸鋇比硫酸鋇易溶，所以碳酸鋇可以轉化成硫酸鋇，據此答題；
（3）判斷SO₄^2-已經除盡，可以在沉淀后的上層清液中檢驗硫酸根離子，可以用氯化鋇；
（4）根據上面的分析可知，目標物質中含有碳酸鈉，可以用鹽酸除去碳酸鈉；

解答 解：混有硫酸鈉和碳酸氫鈉的氯化鈉加熱后，碳酸氫鈉受熱分解，得殘留物A中含有硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉，溶解后得混合溶液B，B中加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇沉淀和碳酸鋇沉淀，充分攪拌得懸濁液C，在C中加碳酸鈉除去多余的氯化鋇，過濾得溶液D主要含有氯化鈉另有部分碳酸鈉，經蒸發結晶可得氯化鈉固體，
（1）加熱可使碳酸氫鈉分解轉化為碳酸鈉，灼燒固體應在坩堝中進行，
故答案為：使碳酸氫鈉分解轉化為碳酸鈉；坩堝；
（2）碳酸鈉、硫酸鈉與氯化鋇生成碳酸鋇、硫酸鋇沉淀，反應的離子方程式為Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，因為碳酸鋇比硫酸鋇易溶，所以碳酸鋇可以轉化成硫酸鋇，所以溶液中離子的濃度大小關系為SO₄^2-＜CO₃^2-，
故答案為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃↓、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；＜；
（3）判斷溶液B中SO₄^2-已經除盡的方法為用潔凈的試管取少量上層清液，向試管中滴加酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀產生，則說明硫酸根離子已經除盡，
故答案為：用潔凈的試管取少量上層清液，向試管中滴加酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀產生，則說明硫酸根離子已經除盡；
（4）根據上面的分析可知，目標物質中含有碳酸鈉，改進的方法是在操作④之后加入適量的鹽酸并測定pH值，除去溶液中碳酸根離子，
故答案為：碳酸鈉；在操作④之后加入適量的鹽酸并測定pH值，除去溶液中碳酸根離子．

點評 本題考查了粗鹽的提純、溶液的配制級有關化學方程式的計算等相關知識，側重基礎知識的靈活應用，難度不大．