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16物质的除杂和净化
深圳专用
一、实验探究题
1.某实验小组的同学用氢氧化钡溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钡溶液加入一定量稀盐酸后,发现忘记了滴加指示剂。于是他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
(1)【猜想与假设】猜想1:BaCl2、Ba(OH)2和HCl;猜想2:BaCl2、Ba(OH)2;猜想3:;猜想4:BaCl2和HCl。
根据所学知识判断,猜想一定不成立。
(2)【查阅资料】氯化钡溶液呈中性,碳酸钠溶液呈碱性。
【实验与结论】
实验步骤I:取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡;
实验现象I:;
结论I:猜想2不成立
实验步骤II:在上述的试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量;
实验现象II:;
结论II:猜想3不成立,猜想4成立
(3)【反思与拓展】烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是(写一条即可)。要处理烧杯内的溶液,使其溶质只含有BaCl2,应向烧杯中加入过量的。
【答案】(1)BaCl2;Ba(OH)2和HCl会反应不能共存
(2)无明显变化;先有气体产生,后产生沉淀
(3)腐蚀铁质下水管;BaCO3
【解析】(1)猜想:根据反应的程度进行猜想:恰好反应、一种物质完全反应,另一种物质有剩余;根据Ba(OH)2和HCl反应后一定有BaCl2生成,猜想3:反应可能是恰好反应,只有BaCl2;猜想1一定不成立,理由是Ba(OH)2和HCl会反应不能共存;
(2)实验与结论:因为酚酞遇碱会变红色,而结论是猜想2不正确,即不含有氢氧化钡,故观察到的现象是溶液无明显变化;
根据结论猜想3不成立,猜想4成立,即含有盐酸和氯化钡,其中的氯化钡溶液可以和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀,稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体,因为碳酸钡在盐酸存在的情况下不能以沉淀的形式析出,故碳酸钠先和盐酸反应产生气泡,再和氯化钡反应产生沉淀;
(3)反思与拓展:溶液中有盐酸存在,盐酸会与铁反应而将下水道腐蚀;除去盐酸且不能引入新的杂质,还要防止过量产生新的杂质,只能加BaCO3。
2.某兴趣小组进行粗盐提纯实验,并利用所得精盐配制50g5%的氯化钠溶液。请完成下列问题:
(1)实验一:如图是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。
操作⑤中有一处明显的不正确,请你帮他们指出来。图中不正确改正后,粗盐提纯实验的正确操作顺序为(填操作示意图的序号)。
(2)实验二:某兴趣小组查阅资料发现除去泥沙等杂质的粗盐,可能还含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。他们将实验一所得氯化钠溶液杂质成分进行探究和除杂。
【阅读思考】若实验一所得氯化钠溶液中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,则该溶液中氯化钠的质量分数(填“>”、“<”或“=”)5%。
(3)【实验探究】小组同学设计了如下实验探究该氯化钠溶液杂质成分并除杂。
实验步骤
实验现象
分析结论
Ⅰ取适量该氯化钠溶液于试管中,加入过量的NaOH溶液。
有白色沉淀产生。
该氯化钠溶液中含有MgCl2杂质。该反应的化学方程式为
Ⅱ、向步骤I的试管中继续滴加过量Na2CO3溶液,充分反应后过滤。
该氯化钠溶液中含有CaCl2杂质。
Ⅲ、向步骤Ⅱ所得滤液中滴加过量BaCl2溶液,充分反应后过滤。
有白色沉淀产生。
该氯化钠溶液中含有Na2SO4杂质。
VⅠ。向步骤Ⅲ所得滤液中滴加稀HCl至溶液呈中性。
无明显现象。
加稀盐酸除去的物质是
(4)【反思交流】
①小组同学认为Na2SO4还不能确定是否存在,原因是;可向步骤III的沉淀中滴加过量的,若观察到沉淀部分溶解,证明粗盐中确实存在Na2SO4。
②小红认为杂质也未完全除去,可对调四个步骤中的两种试剂的位置就能达到完全除杂目的,这两种试剂为(填序号)。
A.NaOH溶液、Na2CO3溶液B.Na2CO3溶液、BaCl2溶液C.BaCl2溶液、稀盐酸
【答案】(1)操作⑤中没有利用玻璃棒引流;②⑥①④⑤③
(2)<
(3)MgCl
(4)步骤II中加入了过量的Na2CO3溶液,使得步骤III中加入BaC
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