Question

食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食盐常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO^2-₄等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如图1：

提供的试剂：
饱和Na₂CO₃溶液、饱和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离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为______（填化学式）；滤液中滴加盐酸调pH=4～5的目的是______；
②选用75%乙醇洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，检验NaCl是否洗净的操作是______；
（2）用提纯的NaCl配制480mL 4.00mol?L^-1NaCl溶液，需要称取的质量为______g，所用仪器除药匙、玻璃棒、烧杯外还有______（填仪器名称）；
（3）电解饱和食盐水的装置如图2所示，若收集的H₂为2L，则同样条件下收集的Cl₂______（填“＞”、“=”或“＜”）2L，主要原因是______．

Answer 1

解：（1）①要除去SO₄^2-，只有选BaCl₂溶液，若选用Ba（NO₃）₂，会引入新的离子NO₃^-，再选用NaOH溶液除去Mg²⁺和Fe³⁺溶液，最后选用Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，此处不能选用K₂CO₃溶液，否则会引入新的K⁺，再用HCl除去过量的CO₃^2-，Na₂CO₃溶液不能加在BaCl₂溶液前，否则会引入Ba²⁺，故答案为：BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃；加适量盐酸，与①中过量NaOH溶液和过量Na₂CO₃溶液发生反应，生成氯化钠、水和二氧化碳气体，故答案为：BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃；中和溶液中过量的OH^-和CO₃^2-；
②检验洗涤液中是否有钾离子，可用干净铂丝取最后一次洗涤液在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃，如不出现紫色火焰，则说明已洗净，故答案为：用干净铂丝取最后一次洗涤液在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃，如不出现紫色火焰，则说明已洗净；
（2）需氯化钠的质量为m=0.5L×4.00mol?L^-1×58.5g/mol=117.0g；配制500mL4.00mol?L^-1NaCl溶液，操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解，用玻璃棒搅拌，加速溶解，恢复室温后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤2-3次，并将洗涤液移入容量瓶中，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀．
所以需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、500ml的容量瓶、胶头滴管、药匙．
使用还需要托盘天平、500ml的容量瓶、胶头滴管，故答案为：117；天平、500mL容量瓶、胶头滴管；
（3）电解饱和食盐水的反应：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，在阴级区内产生的Cl₂能与该区生成的NaOH反应NaCl、NaClO和H₂O，使得部分的Cl₂被消耗，所以同样条件下收集到的Cl₂小于2L，故答案为：＜；电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应．
分析：（1）①欲除去溶液I中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，可以分别采用碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钠和氯化钡，根据试剂的添加原则来回答；加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等； ②检验洗涤液中是否有钾离子；
（2）利用n=cv计算出氯化钠的物质的量，再根据m=nM计算所需氯化钠的质量；根据配制溶液的步骤操作选择所用仪器；
（3）根据电解饱和食盐水时的产物以及氯气和氢氧化钠的反应来回答．
点评：本题主要考查了在粗盐提纯的过程中所选用除杂和净化的方法、溶液的配制等，除去杂质不要引入新的杂质，对于实验过程中过量的试剂都要除去．