Question

某化學興趣小組設計出下列粗鹽提純的實驗方案，請你一起來完成以下問題．

（1）操作①②③的名稱依次是______、______、______，在實施操作①前需先將粗鹽磨碎，其作用是______，同時該操作①所需水的最佳量是______（已知20℃時食鹽的溶解度是36g，填字母序號）．
A　5mL　　　　B　8mL　　　 C　12mL
（2）操作②所需的玻璃儀器有______，若該操作結束后發現溶液仍渾濁，則可能原因是______（任答一點原因，即可）；
（3）實施操作③時玻璃棒要不斷______（填操作方法），直到______時停止加熱．
（4）興趣小組的同學通過正確的計算發現，實驗所得精鹽的產率比該粗鹽中氯化鈉的實際含量偏低，則可能的原因是______（填字母序號）
A．過濾時濾紙有破損　　　 B．蒸發時有固體濺出
C．溶解含有泥沙的粗鹽時，加入的水量不足
D．將含有泥沙的混合液全部傾倒入過濾器后，用清水洗滌玻璃棒和燒杯并將該液體一并倒入過濾器
E．轉移精鹽時，玻璃棒、蒸發皿中有殘留的固體

（5）興趣小組成員查閱資料后得知，粗鹽中除含NaCl、泥沙外，還含有少量MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等雜質．而過濾是一種將______與水分離的方法，因此上一套實驗方案不能除去粗鹽中的MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄等雜質，為此，他們又重新設計了第二套實驗方案．
提供的試劑有：Na₂CO₃溶液、K₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、飽和NaCl溶液．
①欲除去溶液I中的MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄，從提供的試劑中選出a所代表的試劑，按滴加順序依次為：過量的NaOH溶液、過量的______、過量的______；
②在濾液中加鹽酸的作用是______；
（6）該興趣小組現利用提純后的精鹽配制200g溶質質量分數為0.9%的生理鹽水，需要精鹽的質量為______g，配制該溶液時所需要的水應選擇______（選填“50mL”、“100mL”或“500mL”）量筒，讀數時，若視線仰視（其他操作無誤），則所配制的溶液的溶質質量分數______（選填“大于”、“小于”或“等于”）0.9%．

Answer 1

解：（1）先通過沉降把大的顆粒除去，再通過過濾將不溶于液體的固體與液體分離，蒸發是將水分除去得到精鹽；將粗鹽磨碎，其作用是便于溶解并除去其中的雜質；假設2g全部是食鹽再根據食鹽的溶解度可計算出需要水5.56mL，所以所需水的最佳量為8mL，
（2）過濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺，所以所需的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒；溶液仍渾濁，則可能原因是濾紙破損、燒杯很臟、濾液高于濾紙邊緣；
（3）蒸發使用玻璃棒攪拌，防止局部溫度過高使液滴飛濺，待大部分固體析出，停止加熱，靠余熱將剩余固體結晶析出；
（4）所得精鹽的產率比該粗鹽中氯化鈉的實際含量偏低說明食鹽少了，符合這一點都可以，過濾時濾紙有破損導致粗鹽中雜質也進入食鹽，導致食鹽質量增加，產率會偏高，蒸發時有固體濺出會導致食鹽減少，溶解含有泥沙的粗鹽時，加入的水量不足會導致一些雜質進入食鹽，質量分數會偏大，將含有泥沙的混合液全部傾倒入過濾器后，用清水洗滌玻璃棒和燒杯并將該液體一并倒入過濾器，這是正確操作，沒有誤差，轉移精鹽時，玻璃棒、蒸發皿中有殘留的固體，導致食鹽量減少；
（5）過濾是除去不溶于液體的固體的；①除去雜質MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄實際是除去鎂離子、鈣離子、硫酸根離子，將它們沉淀出來即可，除去鎂離子用氫氧根離子、除去鈣離子用碳酸根離子、除去硫酸根離子用鋇離子，又因為不能引入新的雜質，所以加入氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇即可，又因為碳酸鈉是除去氯化鈣和過量的氯化鋇的，所以碳酸鈉必須放到氯化鋇的后面；②據鹽酸可以與碳酸鈉和氫氧化鈉反應，所以鹽酸是除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉的；③精鹽質量：200g×0.9%=1.8g；需水200g-1.8g=198.2g所以選擇大于該數還最接近的，用500mL量筒；讀數時，若視線仰視量取的水偏多，所以溶質質量分數偏小．
故答案為：（1）沉降；過濾；蒸發；便于溶解并除去其中的雜質；B；（2）燒杯、漏斗、玻璃棒；濾紙破損；（3）攪拌；大部分固體結晶析出；（4）BCE；（5）泥沙；①BaCl₂溶液；碳酸鈉溶液；②除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；（6）1.8；500mL；小于．
分析：（1）根據混合物分離的方法，假設2g全部是食鹽再根據食鹽的溶解度考慮需要水的量；（2）根據過濾用到的儀器和仍很渾濁的原因考慮；（3）根據蒸發時的注意事項考慮；（4）所得精鹽的產率比該粗鹽中氯化鈉的實際含量偏低說明食鹽少了，符合這一點都可以；（5）根據過濾的特點考慮；①根據除去MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄雜質，產生沉淀，且不能引進其他雜質考慮；②根據鹽酸可以與碳酸鈉和氫氧化鈉反應考慮；（6）根據溶質的計算方法和量筒的選取方法考慮，根據仰視讀數量取水的體積大小考慮誤差．
點評：通過回答本題知道了混合物分離的方法和除去可溶性雜質的方法，不能引入新的雜質，并且注意順序．