Question

现有含NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl^-、SO、NO的相互分离．相应的实验过程可用如图表示：

（1）写出上述实验过程中所用试剂的名称：试剂1为______，试剂2为______．
（2）控制试剂4的加入量的方法是______．
（3）加入过量试剂3的目的是______．
（4）操作①的名称是______，在加入试剂4后，获得固体D的实验操作④是______（填操作名称）．
（5）写出加入试剂4后发生反应的化学方程式：______．

Answer 1

解：（1）分离溶液中的Cl^-，应加入AgNO₃，分离溶液中的SO₄^2-，应加入BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，如先加入AgNO₃，则会同时生成Ag₂SO₄和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，生成BaSO₄沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO₃，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，最后所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃，最后进行蒸发操作可得固体NaNO₃，所以试剂1为BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，试剂2为AgNO₃，试剂3为Na₂CO₃，试剂4为HNO₃，故答案为：BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]；AgNO₃；
（2）硝酸的量不可加入太多，最后所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃，
发生：Na₂CO₃+2HNO₃=2NaNO₃+H₂O+CO₂↑，可通过测定溶液PH的方法判断反应是否已经完全，
故答案为：测定溶液pH；
（3）加入过量的BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，在滤液中加入过量的AgNO₃，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀，反应后溶液中存在过量的Ag⁺、Ba²⁺，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，故答案为：除去溶液中过量的Ag⁺、Ba²⁺；
（4）分离固体和液体用过滤，操作①的名称是过滤，从溶液中获得固体，应将溶液进行蒸发，然后冷却结晶、最后过滤可得固体，故答案为：过滤；加热蒸发、冷却结晶、过滤．
（5）操作③所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃，最后进行蒸发操作可得固体NaNO₃，
故答案为：Na₂CO₃+2HNO₃═2NaNO₃+CO₂↑+H₂O．
分析：如先加入AgNO₃，则会同时生成Ag₂SO₄和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl₂[或Ba（NO₃）₂]，生成BaSO₄沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO₃，使Cl^-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中加入过量的Na₂CO₃，使溶液中的Ag⁺、Ba²⁺完全沉淀，最后所得溶液为NaNO₃和Na₂CO₃的混合物，加入稀HNO₃，最后进行蒸发操作可得固体NaNO₃．
点评：本题考查物质的分离提纯操作，题目难度中等，本题注意Cl^-、SO₄^2-的性质，把握除杂原则，提纯时不能引入新的杂质，注意把握实验的先后顺序．