Question

【題目】為將混有K2SO4、MgSO4的KNO3固體提純,并制得KNO3溶液,某學生設計了如下實驗方案:

(1).操作①為__________。

(2).操作②~④所加試劑的溶質依次為__________。

(3).如何判斷SO42-已除盡?__________。

(4).實驗過程中產生的多種沉淀__________(填“需要”或“不需要”)多次過濾,其理由是__________。

(5).該同學的實驗設計方案是否嚴密?__________(填“嚴密”或“不嚴密”),請說明理由:__________.

Answer 1

【答案】加水溶解Ba(NO3)2、KOH、K2CO3靜置,取上層澄清溶液加入少量Ba(NO3)2溶液,若不變渾濁,則表明SO42-已除盡不需要幾個生成沉淀的反應互不干擾,因此最后只需過濾一次,可減少操作步驟不嚴密加入鹽酸調節溶液的pH會引進Cl- ,應加入稀硝酸調節pH

【解析】

由流程可知，混有K2SO4、MgSO4的KNO3固體溶解，配制成溶液，先加氫氧化鉀溶液，除去鎂離子，生成氫氧化鎂沉淀，再加硝酸鋇溶液，除去硫酸根，生成硫酸鋇沉淀，再加碳酸鉀，除去多余的鋇離子，過濾除去沉淀得到濾液，在濾液中加入硝酸，除去多余的碳酸鉀和氫氧化鉀，硝酸易揮發，加熱煮沸，制得純凈的KNO3溶液，加入鹽酸調節溶液的pH會引進Cl－，以此解答該題。

（1）由流程可知，操作①為（加水）溶解，配制成溶液；

（2）由于過量的硝酸鋇需要利用碳酸鉀除去，所以碳酸鉀一定要在硝酸鋇的后面，則操作②～④加入的試劑依次為Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3；

（3）硫酸鋇不溶于水也不溶于酸，則判斷SO42－已除盡的實驗操作為取少許濾液，先加入鹽酸酸化，再向其中加入少量Ba(NO3)2溶液，若不變渾濁，表明SO42－已除盡；

（4）實驗過程中產生的多次沉淀不需要多次過濾，因生成的沉淀可一次性過濾，如果分步過濾會使操作復雜化；

（5）根據以上分析可知該同學設計實驗不合理，因調節溶液的pH不能用鹽酸，而應該用硝酸，否則會引入雜質Cl－。