Question

食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食鹽常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO^2-₄等雜質離子，實驗室提純NaCl的流程如圖1：

提供的試劑：
飽和Na₂CO₃溶液、飽和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、75%乙醇、四氯化碳
①欲除去溶液I中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO^2-₄離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序依次為______（填化學式）；濾液中滴加鹽酸調pH=4～5的目的是______；
②選用75%乙醇洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl，檢驗NaCl是否洗凈的操作是______；
（2）用提純的NaCl配制480mL 4.00mol?L^-1NaCl溶液，需要稱取的質量為______g，所用儀器除藥匙、玻璃棒、燒杯外還有______（填儀器名稱）；
（3）電解飽和食鹽水的裝置如圖2所示，若收集的H₂為2L，則同樣條件下收集的Cl₂______（填“＞”、“=”或“＜”）2L，主要原因是______．

Answer 1

解：（1）①要除去SO₄^2-，只有選BaCl₂溶液，若選用Ba（NO₃）₂，會引入新的離子NO₃^-，再選用NaOH溶液除去Mg²⁺和Fe³⁺溶液，最后選用Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，此處不能選用K₂CO₃溶液，否則會引入新的K⁺，再用HCl除去過量的CO₃^2-，Na₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否則會引入Ba²⁺，故答案為：BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃；加適量鹽酸，與①中過量NaOH溶液和過量Na₂CO₃溶液發(fā)生反應，生成氯化鈉、水和二氧化碳氣體，故答案為：BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃；中和溶液中過量的OH^-和CO₃^2-；
②檢驗洗滌液中是否有鉀離子，可用干凈鉑絲取最后一次洗滌液在酒精燈上灼燒，透過藍色鈷玻璃，如不出現(xiàn)紫色火焰，則說明已洗凈，故答案為：用干凈鉑絲取最后一次洗滌液在酒精燈上灼燒，透過藍色鈷玻璃，如不出現(xiàn)紫色火焰，則說明已洗凈；
（2）需氯化鈉的質量為m=0.5L×4.00mol?L^-1×58.5g/mol=117.0g；配制500mL4.00mol?L^-1NaCl溶液，操作步驟有計算、稱量、溶解、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解，用玻璃棒攪拌，加速溶解，恢復室溫后轉移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌2-3次，并將洗滌液移入容量瓶中，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，最后定容顛倒搖勻．
所以需要的儀器有托盤天平、燒杯、玻璃棒、500ml的容量瓶、膠頭滴管、藥匙．
使用還需要托盤天平、500ml的容量瓶、膠頭滴管，故答案為：117；天平、500mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）電解飽和食鹽水的反應：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，在陰級區(qū)內產生的Cl₂能與該區(qū)生成的NaOH反應NaCl、NaClO和H₂O，使得部分的Cl₂被消耗，所以同樣條件下收集到的Cl₂小于2L，故答案為：＜；電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應．
分析：（1）①欲除去溶液I中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-離子，可以分別采用碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈉和氯化鋇，根據(jù)試劑的添加原則來回答；加入鹽酸可以除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉等； ②檢驗洗滌液中是否有鉀離子；
（2）利用n=cv計算出氯化鈉的物質的量，再根據(jù)m=nM計算所需氯化鈉的質量；根據(jù)配制溶液的步驟操作選擇所用儀器；
（3）根據(jù)電解飽和食鹽水時的產物以及氯氣和氫氧化鈉的反應來回答．
點評：本題主要考查了在粗鹽提純的過程中所選用除雜和凈化的方法、溶液的配制等，除去雜質不要引入新的雜質，對于實驗過程中過量的試劑都要除去．