Question

10．為將混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固體提純，并制得KNO₃溶液，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
KNO₃混有K₂SO₄、MgSO₄$\stackrel{①}{→}$ $→_{②}^{加入溶液}$ $→_{③}^{加入溶液}$  $→_{④}^{加入溶液}$懸濁液$\stackrel{過濾}{→}$濾液$→_{調(diào)節(jié)pH}^{加入適量鹽酸}$ $\stackrel{加熱煮沸}{→}$KNO₃溶液
（1）操作①為加水溶解．
（2）操作②～④所加試劑的溶質(zhì)依次為Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、KOH或KOH、Ba（NO₃）₂、K₂CO₃或Ba（NO₃）₂、KOH、K₂CO₃．
（3）如何判斷SO${\;}_{4}^{2-}$已除盡？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）實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的多種沉淀不需要（填“需要”或“不需要”）多次過濾，其理由是因?yàn)閹讉�(gè)沉淀反應(yīng)互不干擾，因此只過濾一次，可減少操作程序．
（5）該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是否嚴(yán)密？不嚴(yán)密（填“嚴(yán)密”或“不嚴(yán)密”），請(qǐng)說明理由：因?yàn)榧尤臌}酸調(diào)節(jié)溶液的pH會(huì)引進(jìn)Cl^-．

Answer 1

分析 將混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固體提純的流程為，先將固體配制成溶液，除去SO₄^2-、Mg²⁺離子的方法一般是使它們分別形成BaSO₄和Mg（OH）₂沉淀，所以需要加入稍過量的Ba（NO₃）₂和KOH溶液，過量的Ba²⁺可用K₂CO₃溶液除去，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先加入Ba（NO₃）₂溶液，后加入K₂CO₃溶液，同時(shí)要注意不可加入BaCl₂、Na₂CO₃和NaOH溶液進(jìn)行除雜，也不可用稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH，否則會(huì)引進(jìn)Na⁺和NO₃^-雜質(zhì)，以此解答該題．

解答 解：（1）后續(xù)實(shí)驗(yàn)是在溶液中進(jìn)行的，需要加水溶解，操作①需要配制成溶液，需要加水溶解，故答案為：加水溶解；
（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(yàn)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(gè)沉淀分別為BaSO₄、BaCO₃、Mg（OH）₂，這幾個(gè)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?yàn)閹讉�(gè)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(huì)引進(jìn)Cl^-，制不到純凈的KNO₃溶液（E），所以該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中該步并不嚴(yán)密，
故答案為：不嚴(yán)密，因?yàn)榧尤臌}酸調(diào)節(jié)溶液的pH會(huì)引進(jìn)Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，把握流程中的反�?yīng)、混合物分離方法選擇為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．