内容正文:
化学
广西
课堂精讲册
1
单元5 常见的酸、碱、盐
专题培优8 混合物成分的除杂及混合物成分的检验
一、粗盐中可溶性杂质的去除
粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质外,还含有一定量的MgCl2、
CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质,可通过以下流程进行除杂提纯,得到较纯
净的NaCl固体。
1. 除杂流程
2. 实验分析
实验步骤 所加试剂作用 涉及反应的化学方程式
① 除去
② 除去
③ 除去 、
④ 除去
、
Na2SO4
Na2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2NaCl
MgCl2
MgCl2+2NaOH Mg (OH)2↓+
2NaCl
CaCl2、BaCl2
CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3 BaCO3↓+2NaCl
NaOH、
Na2CO3
NaOH+HCl NaCl+H2O
Na2CO3 +2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
注意事项
a.上述所加试剂均需过量,加入试剂的先后顺序还可设计为NaOH溶液
→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→稀HCl或BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶
液→稀HCl,只要Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入,稀HCl最后一个加入
即可;b.若加入的稀盐酸过量,由于盐酸具有挥发性,可在蒸发时被除
去,不会影响精盐的纯度。
对点训练
海水“晒盐”得到的粗盐,往往含有可溶性杂质和不溶性杂质,必须
对其分离和提纯,才能用于工业生产和人们的日常生活。实验兴趣小组的
同学们在实验室进行了一系列的探究活动,请你参与他们的活动:
探究一:粗盐中难溶性杂质的去除
(1)兴趣小组的同学进行粗盐提纯实验,实验操作过程如图所示:
①过滤时,玻璃棒的作用是 。
引流
②蒸发需要用到的仪器有 (填字母序号)。
ACEF
③下列关于该实验的分析正确的是 (填字母序号)。
A. 操作a利用了氯化钠易溶于水的性质
B. 操作c采用了蒸发溶剂的方法得到精盐
C. 若操作b滤纸破损,会使精盐的产率偏高
D. 操作a和c中玻璃棒的作用相同
E. 操作c中须蒸发皿中液体完全蒸干再停止加热
ABC
探究二:除去粗盐中可溶性杂质
(2)除去难溶性杂质的粗盐样品中还含有少量的CaCl2、MgCl2和Na2SO4。
为了得到较纯净的食盐晶体,同学们设计如下实验方案:
①实验中加入过量Na2CO3的目的是 ,发生反应的化学方程式为
(写一个即可)。
除去粗盐中的氯化钙和过量的氯化钡
CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
(或BaCl2+Na2CO3 BaCO3↓+2NaCl)
②操作b所得滤渣的成分有 种(泥沙除外)。
③若实验过程中不考虑损耗,最终得到的NaCl固体的质量将大于固体混合
物中NaCl的质量,整个过程中产生新的NaCl的反应共有 个。
④该实验方案不能将过量的NaOH溶液换成KOH溶液,理由是
。
4
6
会引入新
的杂质氯化钾
二、混合物成分的检验
解题思维模型
【注意事项】①在判断物质成分时,一定要注意实验时所加入的物质中是
否含有影响判断的离子;
②在设计实验时,一定要注意所加入的物质,一定要选择不含有影响判断
的离子;
③若可能含有的物质有多种,要考虑检验的先后顺序。
对点训练
1. (2025柳州二模)某固体粉末是由NaCl、CaCl2、NaOH、K2CO3、Na2CO3
中的两种或两种以上组成。现进行如下实验:①取少量粉末加入足量水,
振荡后有白色不溶物,过滤后得到沉淀和滤液;②取少量滤液于试管中滴
加酚酞溶液,溶液变红;③另取少量滤液于试管中加入过量稀硝酸,无明
显现象,继续滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀生成。下列说法错误的
是( D )
A. 原固体中一定含有CaCl2
B. 原固体中至少含有Na2CO3、K2CO3中的一种
C. 滤液中一定含有NaOH
D. 原固体中一定含有NaCl
D
【解析】实验①产生白色沉淀,说明溶液中存在Ca2+与C 反应生成
CaCO3沉淀。因此,原固体中一定含有CaCl2,可能含有Na2CO3或K2CO3
中的至少一种。实验②:滤液使酚酞溶液变红,表明滤液显碱性。由于后
续实验③中加入过量的稀硝酸无气体产生,则说明滤液中无C ,碱性
只能来源于NaOH,故原固体中一定含NaOH。实验③:加入硝酸银溶液
生成AgCl白色沉淀,说明滤液中含Cl-。Cl-可能来自CaCl2或CaCl2与
Na2CO3反应生成的NaCl,因此原固体中不一定含NaCl。故选D。
2. (2025南宁三中收网卷)某固体粉末由硫酸铜、碳酸钙、氯化钡、氢氧化
钠中的两种物质混合而成,为探究其组成,取适量粉末于烧杯中,加入足
量的水充分溶解,出现蓝色溶液,继续加入稀盐酸,烧杯中固体质量与加
入稀盐酸的体积变化如图。下列说法错误的是( B )
A. 该固体粉末中一定含有硫酸铜 B. a→b过程中一定有气泡产生
C. b点时烧杯中的溶质可能有3种 D. c点对应的溶液pH一定小于7
B
【解析】某固体粉末由硫酸铜、碳酸钙、
氯化钡、氢氧化钠中的两种物质混合而成,
取适量样品于烧杯中,加入足量的水充分
溶解,出现蓝色溶液,说明该固体粉末中
含有硫酸铜,由图可知,继续加入稀盐酸,烧杯中固体质量逐渐减少且最终为0,说明该固体粉末中不含氯化钡,因为氯化钡与硫酸铜反应生成的硫酸钡沉淀不溶于稀盐酸,碳酸钙难溶于水,能与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,氢氧化铜能与稀盐酸反应生成氯化铜和水,因此该固体粉末中可能含有碳酸钙或氢氧化钠中的一种。由分析可知,该固体粉末中一定含有硫酸铜,A正确;由分析可知,该固体粉末中一定含有硫酸铜,可能含有碳酸钙或氢氧化钠中的一种,若固体粉末为硫酸铜、碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生
成氯化钙、水和二氧化碳,则a→b过程中有
气泡产生,若固体粉末为硫酸铜、氢氧化钠,
氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和
硫酸钠,氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和
水,则a→b过程中没有气泡产生,B错误;由图可知,b点时烧杯中固体质量为0,说明此时烧杯中的固体和盐酸恰好完全反应,若固体粉末为硫酸铜、碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,则恰好完全反应后烧杯中溶质为硫酸铜、氯化钙,若固体粉末为硫酸铜、氢氧化钠,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,由于取适量粉末加入足量的水充分溶解,出现蓝色溶液,说明硫酸铜过量,则恰好完全反应后烧杯中溶质为硫酸铜、硫酸钠和氯化铜,所以b点时烧杯中的溶质可能有3种,C正确;c点时稀盐酸已经过量,则c点对应的溶液pH一定小于7,D正确。
3. 有一包白色粉末,可能含有氢氧化钠、碳酸钠、氯化钙、碳酸钙中的一
种或几种。为了确定其成分,某兴趣小组进行了如下实验(微溶性物质按
可溶处理)。
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。
【实验探究】实验一:取一定量白色粉末放入烧杯中,加入足量水,搅
拌,静置,观察到烧杯中有白色不溶物。由此小明得出白色粉末中一定含
有碳酸钙。
【讨论交流】(1)有同学对小明的结论提出了质疑,认为其结论不一定正确,理由是 (用化学方程式表示)。
Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl
【解析】(1)碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,故白
色粉末中不一定含有碳酸钙,该反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2
CaCO3↓+2NaCl。
实验二:为进一步确定白色粉末成分,继续进行实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤Ⅰ:取实验一中少量
的上层清液于试管中,
加入过量的氯化钡溶
液,过滤 产生白色沉淀 (2)白色粉末中一定含有
步骤Ⅱ:取步骤Ⅰ中少量
的滤液于试管中,滴加
酚酞溶液 (3) 白色粉末中一定含有氢氧化钠
碳酸钠(或Na2CO3)
溶液变红
【解析】 (2)取实验一中少量的上层清液于试管中,加入过量的氯化钡溶液,过滤,产生白色沉淀,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀,故白色粉末中一定含碳酸钠。
(3)取步骤Ⅰ中少量的滤液于试管中,滴加酚酞溶液,实验结论为白色粉末中一定含有氢氧化钠,氢氧化钠显碱性,能使无色酚酞溶液变红,故实验现象为溶液变红。
【实验结论】(4)综合以上探究,同学们通过讨论确定了白色粉末的组成,
其可能的组成有 种情况。
【解析】(4)由以上分析可知,白色固体中含氢氧化钠、碳酸钠,一定
含碳酸钙、氯化钙中至少一种,故可能的组成有3种:碳酸钠、氢氧
化钠、氯化钙;碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙;碳酸钠、氢氧化钠、氯
化钙、碳酸钙。
三(或3)
【反思评价】
(5)步骤Ⅰ中加入过量的氯化钡溶液的目的是 。
【解析】(5)步骤Ⅰ中加入过量的氯化钡溶液的目的是检验并除尽溶液中的
碳酸钠。
检验并除尽溶液中的碳酸钠
(6)下列物质能替代步骤Ⅱ中酚酞溶液达到实验目的的是 (填序号)。
①石蕊溶液 ②氧化铜 ③二氧化碳 ④硫酸镁溶液 ⑤稀盐酸
①③
【解析】(6)①石蕊溶液遇碱性溶液变蓝,可以代替酚酞溶液,符合题
意;②氧化铜与氢氧化钠溶液不反应,不符合题意;③二氧化碳能与氢氧
化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与步骤Ⅰ加入的过量的氯化钡反应生成
碳酸钡白色沉淀,通入二氧化碳,产生白色沉淀,说明含氢氧化钠,符合
题意;④硫酸镁溶液能与步骤Ⅰ加入的过量的氯化钡反应生成硫酸钡白色
沉淀,硫酸镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀,无论是否含氢氧
化钠,都有白色沉淀产生,不符合题意;⑤稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯
化钠和水,无明显现象,不能代替酚酞溶液,不符合题意,故选①③。
4. 某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠
中的一种或几种。为了研究该混合物的成分,某同学按如图流程进行了实
验(各步均恰好完全反应)。
(1)过滤时,需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗和
(填仪器名称)。
玻璃
棒
【解析】某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠、硫酸钠、
碳酸钠中的一种或几种。向溶液中加入适量稀盐酸,得到能使澄清石灰水
变浑浊的气体,则固体中含碳酸钠,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二
氧化碳和水;向溶液中加入适量氯化钡溶液和稀硝酸,得到白色沉淀A,
则固体中含硫酸钠,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡,硫酸钡难溶于酸;
向溶液中加入硝酸银溶液,生成白色沉淀C,不能说明固体中含氯化钠,
因为加入氯化钡和稀盐酸引入了氯离子,无法确定是否含氢氧化钠、硝酸
钠、氯化钠。(1)过滤时,需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏
斗和玻璃棒。
(2)反应④的化学方程式为 。
【解析】(2)反应④为氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,该
反应的化学方程式为AgNO3+NaCl AgCl↓+NaNO3。
NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3
(3)根据图中实验现象推断,该混合物中一定有的物质是
(填化学式)。①中加入适量稀盐酸后所得溶液中一定有的离子
是 。
【解析】(3)由分析可知,该混合物中一定含有的物质是碳酸钠和硫酸钠。①中加入适量稀盐酸后,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,溶液中还含有硫酸钠,故所得溶液中一定有的离子是Na+、Cl-、S 。
Na2CO3、
Na2SO4
Na+、Cl-、S
(4)【技巧性计算】该同学为了进一步确定固体混合物的组成,取样品
41.8 g(其中含钠元素质量为13.8 g),按上述流程图进行实验,产生23.3 g
白色沉淀A和4.4 g气体W。通过计算,确定该混合物中还含有的物质
是 (填化学式)。
NaNO3
【解析】(4)设固体混合物中碳酸钠的质量为x,硫酸钠的质量为y。
Na2CO3~CO2↑
106 44
x 4.4 g
x=10.6 g
Na2SO4~BaSO4↓
142 233
y 23.3 g
y=14.2 g
所以样品中其他成分的质量为41.8 g-14.2 g-10.6 g=17 g,其他成分中
Na元素的质量为13.8 g-(14.2 g× ×100%)-(10.6 g× ×100%)
=4.6 g,假设其他成分只有NaOH,则样品中其他成分的质量为4.6 g
÷(×100%)=8 g,小于17 g,所以不可能只有NaOH;假设其他成分只有NaNO3,则样品中其他成分的质量为4.6 g÷(×100%)=17 g,等于17 g,所以可能只有NaNO3;假设其他成分只有NaCl,则样品中其他
成分的质量为4.6 g÷(×100%)=11.7 g,小于17 g,所以不可能只有NaCl;根据平均值的原理,若其他成分有2种或两种以上,则含4.6 g钠元素时,必须至少有一种成分的质量大于17 g,一种成分的质量小于17 g,而剩下三种可能成分中若含4.6 g钠元素,两种质量小于17 g,一种质量等于17 g,所以其他成分只可能有一种情况,就是NaNO3,因此该混合物中还含有的物质是NaNO3。
30
$