Question

實(shí)驗(yàn)室需要純凈的NaCl溶液，但實(shí)驗(yàn)室的NaCl晶體混有少量Na₂SO₄和NH₄HCO₃，某同學(xué)按如下流程圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去雜質(zhì)，回答下列問(wèn)題：

（1）步驟I除去的雜質(zhì)是（填化學(xué)式）_______________，直接加熱要好于加強(qiáng)堿后再進(jìn)行加熱，理由是                                                           ；
（2）按流程圖完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶顚?xiě)在下表中：

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
步驟II：將殘留物溶解得到溶液，
步驟III：
步驟IV：過(guò)濾，往濾液中
步驟V：將溶液加熱煮沸

 
（3）若最后得到20℃的NaCl飽和溶液。已知20℃時(shí)NaCl的溶解度為36.0g、NaCl飽和溶液的密度為1.12g/cm³ ，則20℃的NaCl飽和溶液的物質(zhì)的量濃度為         mol/L（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

Answer 1

（17分）
（1）NH₄HCO₃（2分）
操作簡(jiǎn)單；節(jié)省試劑；不引入新的雜質(zhì)（2分，答其中兩點(diǎn)可得滿分）
（2）（共10分，除注明外每空1分，著重號(hào)為給分點(diǎn)）

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
步驟II：往溶液中滴加過(guò)量的BaCl2溶液	生成白色沉淀	除去SO42－離子
步驟III：往懸濁液中（或過(guò)濾后，往濾液中）滴加過(guò)量的Na2CO3溶液		除去過(guò)量的Ba2+離子
步驟IV：滴加適量的鹽酸	產(chǎn)生少量氣泡	除去過(guò)量的CO32－離子
		驅(qū)趕溶解在溶液中的CO2和HCl氣體（2分）

 
（3）5.07 （3分）

解析試題分析：（1）銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解，則加熱的目的是除去固體混合物中的碳酸氫銨，NH₄HCO₃NH₃↑+H₂O↑+CO₂↑；強(qiáng)堿與銨鹽容易反應(yīng)生成鹽、氨氣和水，除去舊雜質(zhì)的同時(shí)，又引入新雜質(zhì)，且增大試劑、操作步驟增多；（2）除去碳酸氫銨后，先將所得白色固體溶解，再向溶液中加入過(guò)量BaCl₂溶液，使硫酸鈉完全反應(yīng)，生成白色的硫酸鋇沉淀和NaCl，除去溶液中的硫酸根離子，但是引入的鋇離子是新的雜質(zhì)；為了除去鋇離子，應(yīng)向懸濁液或過(guò)濾所得濾液中加入過(guò)量碳酸鈉溶液，使氯化鋇完全與碳酸鈉反應(yīng)，生成白色的碳酸鋇沉淀和氯化鈉，除去溶液中的鋇離子，但是引入的碳酸根離子是新的雜質(zhì)；過(guò)濾，分離出硫酸鋇、碳酸鋇沉淀之后，為了除去濾液中的碳酸根離子，應(yīng)向其中加入適量鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)，生成氯化鈉、二氧化碳?xì)怏w和水，除去溶液中的碳酸根離子，但是引入的鹽酸是新的雜質(zhì)；鹽酸和水的沸點(diǎn)較低，氯化鈉的沸點(diǎn)高，將溶液煮沸，可以除去溶液中的氯化氫、二氧化碳和水，蒸發(fā)可得純凈的氯化鈉固體；（3）依題意，36.0gNaCl溶于100g水中，即可配制20℃的飽和NaCl溶液；由于溶液的質(zhì)量等于溶質(zhì)質(zhì)量與溶劑質(zhì)量之和，則36.0gNaCl溶于100g水形成136.0g飽和NaCl溶液；由于溶液體積等于溶液質(zhì)量與溶液密度的比值，則飽和NaCl溶液的體積為=cm³=mL；溶質(zhì)的物質(zhì)的量等于質(zhì)量與摩爾質(zhì)量的比值，則136.0g飽和NaCl溶液中n(NaCl)==mol；由于c=n/V，則20℃的飽和NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度為=mol/L≈5.07mol/L。
考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，涉及混合物分離與提純的方法、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)除雜實(shí)驗(yàn)方案、溶解度與飽和食鹽水物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等。