Question

13．化工生產中需要對原料提純，以有利于提高產品質量．經測定某氯化鈉樣品中混有硫酸鈉、氯化鈣和氯化鎂雜質，為了除去雜質并制得純凈的氯化鈉固體，在實驗室研究中某同學設計了如下步驟：①過濾；②加入碳酸鈉溶液，充分反應；③加熱蒸發結晶；④加入氯化鋇溶液，充分反應；⑤加過量水溶解，并用玻璃棒攪拌；⑥加入稀鹽酸，充分反應⑦加入氫氧化鈉溶液，充分反應
（1）以上步驟只能使用一次，正確的順序是AC（寫序號）；
A、⑤④⑦②①⑥③B、⑤②⑦④⑥①③C、⑤⑦④②①⑥③D、⑤⑥④②⑦①③
（2）操作④中能否使用硝酸鋇溶液？并說明理由．不能，因為會引入新的雜質硝酸根離子
（3）在實驗中如何判斷硫酸鈉已除盡？取上層清液少量于試管中，加入硝酸酸化的硝酸鋇溶液，若無明顯變化，則說明硫酸鈉已除盡
（4）操作①、③中都要用到玻璃棒，玻璃棒的作用分別是什么？過濾：引流； 蒸發：攪拌使均勻受熱，防止因局部溫度過高造成液滴飛濺
（5）現取10g只含硫酸鈉雜質的粗鹽樣品，加入40g水中使之充分溶解．向稱有粗鹽的燒杯中加入100g過量的氯化鋇溶液．充分反應后，測得燒杯中溶液質量147.67g．求粗鹽樣品中氯化鈉的純度．

Answer 1

分析 除雜過程中要避免引入新的雜質，但是如果含有多種雜質時，除去雜質的過程不可避免要引入新的雜質，這就要注意除雜的先后順序，讓先引入的雜質在后續處理中能夠被除去．
最后計算題中反應前后的質量變化是因為反應后關注了溶液的質量，所以前后質量差就是生成的硫酸鋇的質量，根據硫酸鋇的質量和對應的化學方程式求算含有硫酸鈉的質量，進而求算樣品中氯化鈉的純度．

解答 解：某氯化鈉樣品中混有硫酸鈉、氯化鈣和氯化鎂雜質，除雜時由于要除雜而不引入新的雜質，但是多種雜質都需要去除時，不可避免引入了新的雜質，所以要考慮除雜的順序，而為了除雜更徹底，加入的除雜試劑應該過量，后面的操作要注意除去過量的藥品．除去硫酸鈉，應該加入過量的氯化鋇，而不能加入硝酸鋇，因為引入了硝酸根離子，在現有條件下是無法除去的，除去氯化鈣應該選用過量的碳酸鈉，而碳酸鈉還可以去除加入的過量的氯化鋇，所以加入氯化鋇在前，碳酸鈉在后．而去除氯化鎂是加入過量的氫氧化鈉，這個不受碳酸鈉和氯化鋇影響．最后剩余的氫氧化鈉和碳酸鈉加入鹽酸去除即可．
所以
（1）以上步驟只能使用一次，正確的順序是 AC；
（2）操作④中能否使用硝酸鋇溶液？并說明理由． 不能，因為會引入新的雜質硝酸根離子；
（3）在實驗中如何判斷硫酸鈉已除盡？也就是檢驗硫酸根離子，所以應該是取上層清液少量于試管中，加入硝酸酸化的硝酸鋇溶液，若無明顯變化，則說明硫酸鈉已除盡
（4）操作①、③中都要用到玻璃棒，玻璃棒的作用分別是什么？操作①是過濾，在此操作中玻璃棒的作用是引流； 操作③蒸發：在此操作中玻璃棒地方作用是攪拌使均勻受熱，防止因局部溫度過高造成液滴飛濺
（5）根據質量守恒定律可得，生成的硫酸鋇的質量為10g+40g+100g-147.67g=2.33g
設粗鹽中硫酸鈉的質量為x．
Na ₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl 
142                    233
x                     2.33g
$\frac{142}{233}$=$\frac{x}{2.33g}$
解得：x=1.42g 
則：粗鹽中氯化鈉的質量分數為：$\frac{10g-1.42g}{10g}$×100%=85.8%
答：粗鹽樣品中氯化鈉的質量分數為85.8%．
故答案為：
（1）AC；
（2）不能，因為會引入新的雜質硝酸根離子．
（3）取上層清液少量于試管中，加入硝酸酸化的硝酸鋇溶液，若無明顯變化，則說明硫酸鈉已除盡．
（4）過濾：引流；   蒸發：攪拌使均勻受熱，防止因局部溫度過高造成液滴飛濺．
（5）85.8%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．