易错点一 不清楚粗盐提纯的三个阶段与实验步骤

【易错典例】
例1 粗盐中常含有少量的泥沙及氯化钙、氯化镁、硫酸盐等一些可溶性的杂质。粗盐的提纯实验操作步骤如下图所示:
(1)请写出图中各步实验操作的名称①________,②________,③________。
(2)实验操作②的主要目的是____________________。
(3)实验操作③的目的是________________________。
(4)实验操作①②③中都使用的仪器是________,它在③中其作用是____________________。
(5)通过上述实验操作,得到的精盐中可能含有的杂质是__________________________。
【答案】(1)溶解 过滤 蒸发结晶
(2)除去粗盐溶液中的泥沙等不溶性固体杂质
(3)从食盐溶液中分离出氯化钠固体
(4)玻璃棒 搅拌,防止液滴飞溅
(5)氯化钙、氯化镁、硫酸盐等可溶性的杂质
【解析】(1)粗盐的初步提纯步骤:目的是除去泥沙,所以可通过①溶解,用玻璃棒搅拌;②过滤:注意“一贴二低三靠”,用玻璃棒引流;③蒸发:注意停火的时机等操作;故上述各步实验操作的名称依次为 溶解、过滤、蒸发; 综上所述,本题答案是:溶解,过滤,蒸发结晶。
(2)操作是过滤,因此实验操作②的主要目的是除去粗盐溶液中的泥沙等不溶性固体杂质;综上所述,本题答案是:除去粗盐溶液中的泥沙等不溶性固体杂质。
(3)除去泥沙后氯化钠溶液,进行蒸发操作可以得到氯化钠晶体;综上所述,本题答案是:从食盐溶液中分离出氯化钠固体。
(4)实验操作①②③中均使用了玻璃棒;在实验③属于蒸发操作,玻璃棒的作用是搅拌,防止液滴飞溅;综上所述,本题答案是:玻璃棒,搅拌,防止液滴飞溅。
(5) 因为氯化钠溶液含有氯化钙、氯化镁以及一些硫酸盐,,故用上述方法提纯后的食盐中还含有的杂质是氯化钙、氯化镁以及一些硫酸盐。因此,本题正确答案是:氯化钙、氯化镁、硫酸盐等可溶性的杂质。
【解题必备】
1.除去难溶性杂质
2.除去可溶性杂质

【变式体验】
粗盐中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—等杂质,需要提纯后才能综合利用。为除去粗盐中的杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):

(1)提纯的步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液②加入过量的BaCl2溶液③加入过量的NaOH溶液④调节溶液的pH等于7⑤溶解⑥过滤⑦蒸发,正确的操作顺序是________(填选项字母)。
a.⑤②③①⑥④⑦ b.⑤①②③⑥④⑦
c.⑤②①③④⑥⑦ d.⑤③②①⑥④⑦
(2)操作Z的名称是_____,蒸发操作用到的仪器有酒精灯,玻璃棒,三脚架,泥三角还有 ________。
(3)第Ⅱ步中,写出除去Ca2+和Fe3+相应的化学方程式(设粗盐溶液中Ca2+的主要存在形式为CaCl2,Fe3+的主要存在形式为FeCl3)____________________、____________________。
(4)判断SO42—已沉淀完全的方法是__________________。

【答案】D
【解析】由流程可知,粗盐溶解后过滤可除去泥沙,③加氯化钡可除去硫酸根离子,④中加NaOH除去镁离子,⑤中加碳酸钠可除去钡离子、钙离子,过滤后溶液主要为氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠,⑦中加盐酸,反应后溶液中溶质为NaCl,然后蒸发结晶得到NaCl,以此解答该题。由流程可知,粗盐溶解后②步过滤除去泥沙,③加氯化钡可除去SO42−离子,④中加NaOH除去Mg2+,⑤中加碳酸钠可除去Ba2+、Ca2+,过滤后溶液主要为NaCl、NaOH和Na2CO3,⑦中加盐酸,NaOH和Na2CO3与HCl反应后溶液中溶质为NaCl,然后蒸发结晶得到NaCl,A.由分析可知第②步过滤出的滤渣是泥沙,A正确;B. 在第④步中若用KOH替代NaOH,就会在溶液中引入杂质离子K+,因此不能使用KOH,B正确;C.第⑤步加入Na2CO3溶液,发生反应:Ca2++CO32−===CaCO3↓,Ba2++CO32−===BaCO3↓,因此能达到除去Ba2+和Ca2+的目的,C正确;D.若第③步加入NaOH可除去Mg2+,第④步加Na2CO3可除去Ca2+,第⑤步添加BaCl2溶液可除去SO42−,但这样的顺序,最后加入BaCl2溶液,就又引入了杂质Ba2+离子,加入盐酸不能除去,所以BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前加入,可以在NaOH溶液之前加入,也可以在NaOH溶液之后加入,D错误;故合理选项是D。


易错点二 不会设计加入试剂的顺序

【易错典例】
例2 为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
下列说法不正确的是
A.第②步过滤出的滤渣是泥沙
B.在第④步中不能用KOH替代NaOH
C.第⑤步加入Na2CO3溶液的目的是除去Ba2+和Ca2+
D.第③、④、⑤步添加试剂的操作顺序还可以是:NaOH、Na2CO3、BaCl2
【答案】D
【解析】由流程可知,粗盐溶解后过滤可除去泥沙,③加氯化钡可除去硫酸根离子,④中加NaOH除去镁离子,⑤中加碳酸钠可除去钡离子、钙离子,过滤后溶液主要为氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠,⑦中加盐酸,反应后溶液中溶质为NaCl,然后蒸发结晶得到NaCl,以此解答该题。由流程可知,粗盐溶解后②步过滤除去泥沙,③加氯化钡可除去SO42−离子,④中加NaOH除去Mg2+,⑤中加碳酸钠可除去Ba2+、Ca2+,过滤后溶液主要为NaCl、NaOH和Na2CO3,⑦中加盐酸,NaOH和Na2CO3与HCl反应后溶液中溶质为NaCl,然后蒸发结晶得到NaCl,A.由分析可知第②步过滤出的滤渣是泥沙,A正确;B. 在第④步中若用KOH替代NaOH,就会在溶液中引入杂质离子K+,因此不能使用KOH,B正确;C.第⑤步加入Na2CO3溶液,发生反应:Ca2++CO32−===CaCO3↓,Ba2++CO32−===BaCO3↓,因此能达到除去Ba2+和Ca2+的目的,C正确;D.若第③步加入NaOH可除去Mg2+,第④步加Na2CO3可除去Ca2+,第⑤步添加BaCl2溶液可除去SO42−,但这样的顺序,最后加入BaCl2溶液,就又引入了杂质Ba2+离子,加入盐酸不能除去,所以BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前加入,可以在NaOH溶液之前加入,也可以在NaOH溶液之后加入,D错误;故合理选项是D。
【解题必备】
1.除去粗盐中可溶性杂质的原理
2.
【变式体验】
粗盐水过滤后仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤可以除去这些杂质。
①加入稍过量的Na2CO3溶液;
②加入稍过量的NaOH溶液;
③加入稍过量的BaCl2溶液;
④滴入稀盐酸至无气泡产生;
⑤过滤
正确的操作顺序是
A.③②①⑤④ B.②③①④⑤ C.①③②⑤④ D.③⑤②①④
【答案】B
【解析】A.Na+无法除去,A错误;
B.加过量K2CO3,使Ba2+变为BaCO3沉淀,过滤除去BaCO3沉淀,加适量硝酸除去过量的CO32−,得KNO3溶液,B正确;
C.过量的Na+、SO42−未除去,C错误;
D.过量的SO42−未除去,D错误。
答案选B。

易错点三 不会对可溶性杂质离子的除去方法进行迁移
【易错典例】
例3 提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,设计实验方案为如图所示,则X试剂为
A.Na2CO3 B.K2CO3
C.Na2SO4 D.K2SO4
【答案】B
【解析】A.Na+无法除去,A错误;
B.加过量K2CO3,使Ba2+变为BaCO3沉淀,过滤除去BaCO3沉淀,加适量硝酸除去过量的CO32−,得KNO3溶液,B正确;
C.过量的Na+、SO42−未除去,C错误;
D.过量的SO42−未除去,D错误。
答案选B。
【解题必备】
在进行可溶性杂质离子的除去过程中,为除尽杂质离子,所用试剂都应该是过量的,故会引入新的杂质离子,所引入的杂质离子在后续操作中一定要除去。因此,选择试剂时,尽量不要引入新的或者不易被除去的杂质离子。
【变式体验】
为了除去硝酸钾晶体中所含的硫酸钙和硫酸镁,先将它配成溶液,然后加入KOH、K2CO3、Ba(NO3)2等试剂,配以过滤、蒸发结晶等操作,制成纯净的硝酸钾晶体,其加入试剂的顺序正确的是( )
A.Ba(NO3)2—KOH—K2CO3—HNO3
B.Ba(NO3)2—KOH—HNO3—K2CO3
C.KOH—K2CO3—Ba(NO3)2—HNO3
D.K2CO3—Ba(NO3)2—KOH—HNO3
【答案】A
【解析】镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钾可溶液以将镁离子沉淀;硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的Ba(NO3)2溶液可以将硫酸根离子沉淀;至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都可以;钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入过量的碳酸钾溶液转化为沉淀,但是加入碳酸钾溶液要放在加入的Ba(NO3)2溶液之后,这样碳酸钾会除去反应剩余的Ba(NO3)2;完全反应后,再进行过滤,最后再加入硝酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以正确的顺序为Ba(NO3)2—KOH—K2CO3—HNO3或KOH−Ba(NO3)2−K2CO3−HNO3。故选:A。
【点睛】根据镁离子用氢氧根离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,钙离子用碳酸根离子沉淀,过滤要放在所有的沉淀操作之后,加碳酸钾要放在加Ba(NO3)2之后,可以将过量的钡离子沉淀,最后再用硝酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子。