Question

為了將混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固體提純，并制得純凈的KNO₃溶液（E），某學(xué)生設(shè)計如下實驗方案：

（1）操作①主要是將固體溶解，則所用的主要玻璃儀器是

 

、

 

．
（2）操作②～④所加的試劑順序可以為

 

，

 

，

 

（填寫試劑的化學(xué)式）．
（3）如何判斷SO₄^2-已除盡

 

（4）實驗過程中產(chǎn)生的多次沉淀

 

（選填“需要”或“不需要”）多次過濾，理由是

 

．
（5）該同學(xué)的實驗設(shè)計方案中某步并不嚴(yán)密，請說明理由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）溶解固體常用燒杯，而為了加速其溶解通常用玻璃棒來攪拌，可以據(jù)此答題；
（2）除鎂離子用氫氧根，除硫酸根用鋇離子，因為加入的試劑都是過量的，所以后加的試劑要把先加的試劑所帶入的雜質(zhì)除掉，主要是碳酸鉀要在硝酸鋇之后加入，這樣可以除去多余的鋇離子進(jìn)行解答；
（3）加入硝酸鋇溶液檢驗硫酸根離子是否除盡；
（4）因為幾個沉淀反應(yīng)互不干擾，為了減少操作程序，不需要”）多次過濾；
（5）加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH會引進(jìn)Cl^-，制不到純凈的KNO₃溶液（E）；

解答： 解：將混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固體溶解，配制成溶液，先加硝酸鋇，除去硫酸根，再加氫氧化鈉，除去鎂離子，再加碳酸鉀，除去多余的鋇離子，最后加硝酸，除去多余的碳酸鉀和氫氧化鉀，硝酸易揮發(fā)，加熱煮沸，制得純凈的KNO₃溶液（E），加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH會引進(jìn)Cl^-．
（1）溶解固體藥品通常在燒杯中進(jìn)行，而固體物質(zhì)溶于水時，在不借助外力幫助下，溶解速率很慢，為加快溶解，配制溶液時使用玻璃棒進(jìn)行攪拌，使溶解的分子或離子向水中擴(kuò)散速度加大，從而使物質(zhì)溶解的速度加快，制得純凈的KNO₃溶液（E）．
故答案為：燒杯、玻璃棒；
（2）先加硝酸鋇，除去硫酸根，再加氫氧化鈉，除去鎂離子，再加碳酸鈉，除去多余的鋇離子，最后加硝酸，除去多余的碳酸鉀和氫氧化鉀；
先加氫氧化鉀，除去鎂離子，再加氯化鋇，除去硫酸根，再加碳酸鉀，除去多余的鋇離子，最后加硝酸，除去多余的碳酸鉀和氫氧化鉀；
先加入硝酸鋇，除去硫酸根，再加碳酸鉀，能把鈣離子和多余鋇離子除去，再加氫氧化鉀，除去鎂離子，最后加硝酸，除去多余的碳酸鉀和氫氧化鉀，
故答案為：Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、KOH或KOH、Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、或Ba（NO₃）₂、KOH、K₂CO₃；
（3）加入過量硝酸鋇溶液除去硫酸根離子，檢驗硫酸根離子已除盡，可靜止片刻在上層清液處，滴加一滴Ba（NO₃）₂溶液，不出現(xiàn)渾濁就說明硫酸根離子已經(jīng)除盡，
故答案為：靜置，取少量上層澄清溶液，再加入少量Ba（NO₃）₂溶液，若不變渾濁，表明SO₄^2-已除盡；
（4）幾個沉淀分別為BaSO₄、BaCO₃、Mg（OH）₂，這幾個沉淀反應(yīng)互不干擾，因此只過濾一次，可減少操作程序，
故答案為：不需要；因為幾個沉淀反應(yīng)互不干擾，因此只過濾一次，可減少操作程序；
（5）因加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH會引進(jìn)Cl^-，制不到純凈的KNO₃溶液（E），所以該同學(xué)的實驗設(shè)計方案中該步并不嚴(yán)密，
故答案為：因為加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH會引進(jìn)Cl^-；

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的分離、提純、檢驗和鑒別，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析和實驗?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同，考慮實驗設(shè)計的嚴(yán)密性，題目難度中等．