Question

12．工業食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質，要想精制成精鹽，請回答下列問題：
（1）精制過程所發生的離子方程式為
①Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓
②Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓
③Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓
（2）除去SO₄^2-，必須添加鋇試劑，該鋇試劑可以是AC
A．Ba（OH）₂    B．Ba（NO₃）₂    C．BaCl₂
（3）為了有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，加入試劑的合理順序可能為BC．
A．先加NaOH，后加Na₂CO₃，再加Ba²⁺試劑
B．先加NaOH，后加Ba²⁺試劑，再加Na₂CO₃
C．先加Ba²⁺試劑，后加NaOH，再加Na₂CO₃
（4）若上述實驗所用Na₂CO₃溶液濃度為1.0mol•L^-1，實驗室用碳酸鈉晶體（Na₂CO₃•10H₂O）配制1.0mol•L^-1的Na₂CO₃溶液100mL，回答下列問題：
①所需主要儀器為：藥匙、托盤天平、燒杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶和膠頭滴管．
②本實驗需稱量碳酸鈉晶體（Na₂CO₃•10H₂O）28.6g．
③配制實驗中，如果出現以下操作
A．往容量瓶轉移時，有少量液體濺出    B．未洗滌溶解Na₂CO₃的燒杯
C．定容時俯視刻度線                  D．容量瓶未干燥即用來配制溶液
對配制的溶液物質的量濃度大小可能造成偏大影響的有C（填寫字母）．

Answer 1

分析 除去食鹽含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2- 等雜質，可分別使離子生成沉淀而除去，一般情況下，有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應注意碳酸鈉在鋇試劑之后，是為除去過量的鋇離子，而Mg²⁺、SO₄^2-除雜不分先后，則試劑加入順序為NaOH-BaCl₂-Na₂CO₃或BaCl₂-NaOH-Na₂CO₃，
（4）①根據實驗操作的步驟（計算→稱量→溶解、冷卻→移液→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽）以及每步操作需要儀器確定反應所需儀器分析；
②根據n=cv計算溶質Na₂CO₃的物質的量，利用Na₂CO₃•10H₂O的物質的量等于Na₂CO₃的物質的量，根據m=nM計算Na₂CO₃•10H₂O的質量；
③根據c=$\frac{n}{V}$計算不當操作對n或V的影響，如果n偏大或V偏小，則所配制溶液濃度偏高．

解答 解：（1）SO₄^2-可用除去，生成硫酸鋇沉淀，反應的離子方程式為Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，鈣離子用碳酸根離子沉淀，離子方程式為Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；鎂離子用氫氧根離子沉淀，離子方程式為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
（2）除去SO₄^2-，必須添加鋇試劑，但注意不能引入新雜質，可用Ba（OH）₂、BaCl₂，
故答案為：AC；
（3）有效除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-，應注意碳酸鈉在鋇試劑之后，是為除去過量的鋇離子，而Mg²⁺、SO₄^2-除雜不分先后，則試劑加入順序為NaOH-BaCl₂-Na₂CO₃或BaCl₂-NaOH-Na₂CO₃，
故答案為：BC；
（4）①因配制順序是：計算→稱量→溶解、冷卻→移液→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽，一般用天平稱量（用到藥匙）稱量，在燒杯中溶解，冷卻后轉移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，轉移完畢，用少量蒸餾水洗滌燒杯及玻璃棒2～3次并將洗滌液全部轉移到容量瓶中，再加適量蒸餾水，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，使溶液的凹液面的最低點與刻線相平，塞好瓶塞，反復上下顛倒搖勻．所以需要的儀器為：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：玻璃棒；100mL容量瓶；
②因Na₂CO₃的物質的量n=cV=0.1L×1.0mol•L^-1₌0.1mol，Na₂CO₃•10H₂O的物質的量等于Na₂CO₃的物質的量，所以Na₂CO₃•10H₂O的質量0.1mol×286g/mol=28.6g，故答案為：28.6；
③A．往容量瓶轉移時，有少量液體濺出，可導致濃度偏低，故A不選；   
B．未洗滌溶解Na₂CO₃的燒杯，可導致濃度偏低，故B不選；
C．定容時俯視刻度線，體積偏小，濃度偏大，故C選；
D．容量瓶未干燥即用來配制溶液，對溶液的濃度沒有影響，故D不選．
故答案為：C．

點評 本題考查物質分離提純及除雜以及溶液的配制，為高頻考點，把握除雜不能引入新的雜質及試劑的添加順序為解答的關鍵，注意除雜試劑過量，題目難度不大．