Question

某校探究學習小組同學用含有少量雜質(主要為少量泥沙、CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等)的粗鹽制取“化學純”級的NaCl，實驗前他們設計了如下方案(框圖)。

(1)請寫出操作第④、⑤步所加試劑名稱及第⑥步操作名稱：④       ，⑤         ，⑥      ；
(2) 沉淀混合物C的化學成分有(用文字和化學式表示)：                              ；
(3)寫出第⑤步操作中可能發生反應的離子方程式：
                                                                            ；
(4)如何用最簡單方法檢驗第⑤步實驗是否達到了目的：                               
                                                                              ；
(5)你認為該設計里哪些步驟調換后不影響實驗結果：                                 ；
(6)有同學認為上述實驗設計步驟可以簡化，請你提出簡化的一種設想：                
                                                                。

Answer 1

⑴④碳酸鈉溶液  ⑤鹽酸  ⑥蒸發（蒸發結晶也可）（各1分）
⑵ 泥沙、BaSO₄、BaCO₃、CaCO₃、Mg(OH)₂（2分）
⑶第⑤步：H⁺ + OH^- = H₂O  （1分）   CO₃^2- + 2H⁺ = H₂O + CO₂↑（1分）
⑷ 用玻璃棒蘸取溶液點在pH試紙中部，若變紅，說明溶液呈酸性，無OH^-、CO₃^2-存在；若變藍，說明溶液仍呈堿性，有OH^-、CO₃^2-存在，需繼續滴加鹽酸至呈酸性。（2分）
⑸②和③或③和④（2分）
⑹ 用Ba (OH)₂代替BaCl₂和NaOH，使②③步合并為一步（1分）

試題分析：（1）分析流程圖已給出的試劑的作用，BaCl₂溶液除去Na₂SO₄，NaOH溶液除去MgCl₂，所以④的作用為除去CaCl₂，所選試劑為Na₂CO₃溶液，⑤的作用是除去過量的NaOH、Na₂CO₃，應選用鹽酸，⑥的作用是從NaCl溶液中得到化學純NaCl，為蒸發操作。
（2）BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃反應后得到的沉淀共有：泥沙、BaSO₄、BaCO₃、CaCO₃、Mg(OH)₂。
（3）第⑤步加入HCl，與NaOH和Na₂CO₃反應，所以離子方程式為：H⁺ + OH^- = H₂O；  CO₃^2- + 2H⁺ = H₂O + CO₂↑。
（4）HCl足量時第⑤步達到了目的，可用pH試紙檢驗，若試紙變化，證明HCl過量，OH?、CO₃²?不存在，若變藍，說明還有OH?、CO₃²?，需繼續滴加鹽酸至呈酸性。
（5）NaOH不影響其他物質的除去，所以NaOH的加入順序可以提前，也可以向后調整，即②和③或③和④可調換。
（6）用Ba (OH)₂代替BaCl₂和NaOH，可同時除去Na₂SO₄和MgCl₂，使②③步合并為一步。