Question

2．氯碱工业中制碱的原料是饱和食盐水，由于粗盐中含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制．学校实验小组精制粗盐水的实验过程如图：

请回答以下问题：
（1）操作a的名称是过滤，所用玻璃仪器是玻璃棒、漏斗、烧杯．
（2）在第Ⅱ步中，加入过量试剂甲后，生成了两种大量的沉淀，则试剂甲为NaOH溶液（写化学式）．
（3）试剂丙为Na₂CO₃溶液（写化学式）．判断试剂丙是否过量的方法是：向上层清液中滴加盐酸，若产生气泡，则Na₂CO₃过量．
（4）在第Ⅴ步中，加入试剂丁直到溶液无明显变化时，写出此过程的化学方程式NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 流程是操作Ⅰ通过过滤除去不溶性杂质，得到溶液A中含有杂质离子Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-杂质，加入过量试剂甲为氢氧化钠沉淀铁离子和镁离子，过滤得到溶液B中含有Ca²⁺、OH^-、SO₄^2-杂质，加入过量试剂乙为氯化钡沉淀硫酸根离子，过滤得到溶液D中含有OH^-、Ca²⁺、Ba²⁺加入过量试剂丙为碳酸钠溶液，除去Ca²⁺、Ba²⁺，过滤得到溶液F中含有氢氧根离子、碳酸根离子，加入适量试剂丁为盐酸到不再有气体产生得到较纯净的食盐水；
（1）操作a是通过过滤除去不溶性杂质的操作，实现固体和溶液分离的方法是过滤，依据过滤装置回答需要的仪器；
（2）粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-杂质，加入过量试剂氢氧化钠后，可以将镁离子以及铁离子沉淀，试剂甲为氢氧化钠溶液；
（3）检验试剂丙是否过量即检验Na₂CO₃是否过量，可根据滴加盐酸来分析；
（4）溶液中的过量的氢氧根离子和碳酸根离子可以加盐酸来除去．

解答 解：（1）在食盐水中，实现溶液和泥沙难溶物的分离可以采用过滤的方法，过滤用到的仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯，故答案为：过滤；玻璃棒、漏斗、烧杯；
（2）粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-杂质，加入过量试剂氢氧化钠后，可以将镁离子以及铁离子形成氢氧化镁和氢氧化铁沉淀，所以试剂甲为NaOH溶液，故答案为：NaOH；
（3）过滤得到溶液D中含有OH^-、Ca²⁺、Ba²⁺加入过量试剂丙为Na₂CO₃溶液，除去Ca²⁺、Ba²⁺，检验试剂丙是否过量即检验Na₂CO₃是否过量，可以取少量上层澄清液于试管中，滴加盐酸，若产生气泡，则Na₂CO₃过量．       
故答案为：Na₂CO₃；向上层清液中滴加盐酸，若产生气泡，则Na₂CO₃过量；
（4）在第Ⅴ步中，加入试剂盐酸可以将过量的氢氧化钠以及过量的碳酸钠除掉，此过程的化学方程式为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O； 故答案为：NaOH+HCl=NaCl+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O．

点评 本题考查了常见物质的分离方法和提纯，物质分离是现在考试的重点和热点，可以根据所学知识进行回答，难度不大．