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实验活动4　用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
【实验目的】
1．用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和。
2．熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
【实验用品】
1．器材：天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、漏斗、滤纸、蒸发皿、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、陶土网、酒精灯、火柴。
2．试剂：粗盐、蒸馏水、0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、20% NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、6 mol·L-1盐酸、pH试纸。
【实验步骤】
实验步骤 实验操作
①溶解 用天平称取5.0 g粗盐，放入100 mL烧杯中，然后加入20 mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解，得到粗盐水
②沉淀 向粗盐水中依次滴加过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液，使完全沉淀析出
③过滤 将烧杯静置后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质，滤液呈碱性
④中和 向滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到无气泡冒出，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性
⑤蒸发 将滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。冷却后，得到去除了杂质离子的精盐
【问题探究】
1．本实验中加入试剂的顺序是什么？按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的？
2．在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量？实验操作④中加入盐酸的目的是什么？
3．步骤③和步骤④的操作顺序能否颠倒？为什么？
4．粗盐水中加入氯化钡溶液使沉淀而除去，如何检验是否沉淀完全？
5．通过此次实验活动，你认为物质分离和提纯原则应该有哪些？
即学即练
1．在粗盐提纯实验中，以下说法错误的是(　　)
A．静置后，继续向上层清液中滴加2～3滴BaCl2溶液，无白色沉淀生成则说明已沉淀完全
B．沉淀剂的加入顺序可以为NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液
C．调节pH时，盐酸应该在最后一次过滤后加入
D．当蒸发皿中出现大量固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干
2．[2024·山东潍坊五县市高一期末]通过海水晾晒可以得到粗盐，粗盐除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，下图是某兴趣小组粗盐提纯的实验流程。
下列说法错误的是(　　)
A．步骤①、步骤⑤的操作分别是溶解、过滤
B．步骤④可以与步骤②或步骤③互换顺序
C．步骤①、步骤⑤、步骤⑦中都会用到玻璃棒
D．步骤②中试剂BaCl2不能换成Ba(NO3)2
3．[2024·南京江宁高一期中]某同学设计如图实验方案，来分离NaCl和BaCl2两种固体混合物，供选试剂：Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、K2CO3溶液、盐酸。
(1)操作②的名称是________。
(2)试剂a是________(填化学式，下同)，试剂b是________。
(3)加入试剂b所发生反应的化学方程式为____________________________________。
(4)该方案能否达到实验目的？________(填“能”或“不能”)。若不能，应如何改进？________________________________________________________(若能，此问不用回答)。
实验活动4　用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
[问题探究]　
1．提示：本实验中加入试剂的顺序是BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸。
按下列顺序加入试剂也可达到实验目的：
①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
2．提示：实验操作②中所加试剂过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。实验操作④中加入盐酸是为了除去滤液中过量的OH－和。
3．提示：不能颠倒。若在过滤前加入稀盐酸，会使生成的沉淀溶解，杂质离子不能除去。
4．提示：静置后，沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2～3滴氯化钡溶液，若溶液不出现浑浊，说明已沉淀完全。
5．提示：(1)“不增”——不能引入新的杂质；
(2)“不减”——不能减少被提纯物质；
(3)“易分离”——杂质或反应后的杂质易与被提纯物质分离；
(4)“易复原”——被提纯的物质要容易复原。
即学即练
1．解析：静置后，继续向上层清液中滴加2～3滴BaCl2溶液，无白色沉淀生成则说明上层清液中检验不出，已沉淀完全，选项A正确；粗盐中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等可溶性杂质，利用Na2CO3除去Ca2＋、利用NaOH除去Mg2＋、利用BaCl2除去，除杂时，各试剂必须加过量，会引入新的杂质，因此Na2CO3还可以除去过量的BaCl2引入的Ba2＋，因此试剂的添加顺序中Na2CO3需要在BaCl2的后面添加，选项B错误；盐酸的作用是除掉过量的氢氧化钠和碳酸钠，所以盐酸在过滤后，蒸发前加入，选项C正确；蒸发食盐水时，等到蒸发皿中出现较多量的固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干，选项D正确。
答案：B
2．解析：由实验流程可知，①为粗盐溶解，②中硫酸根离子用钡离子转化为沉淀，③中镁离子用氢氧根离子转化为沉淀，④中钙离子及过量钡离子用碳酸根离子转化为沉淀，⑤为过滤，过滤分离出所有的沉淀，滤液含NaCl、NaOH、Na2CO3，⑥中用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子，⑦为蒸发、结晶、烘干，得到精盐，以此解答该题。步骤①、步骤⑤的操作分别是溶解、过滤，A正确；步骤③和步骤④顺序可互换，最终都能除去杂质离子，对实验结果无影响，步骤②和步骤④顺序不可互换，否则将导致过量的钡离子无法除去，B错误；溶解、过滤和蒸发结晶都需要用到玻璃棒，C正确；BaCl2不能换成Ba(NO3)2，否则会引入杂质离子，D正确。
答案：B
3．解析：分离NaCl和BaCl2两种固体混合物，可先加水溶解，然后加入过量Na2CO3溶液使BaCl2转化为沉淀，过滤得到的沉淀A(BaCO3)经洗涤后加入盐酸可生成BaCl2溶液，经蒸发、结晶、干燥后可得固体BaCl2；操作②所得滤液为NaCl和过量Na2CO3的混合溶液，蒸发结晶得到固体C为NaCl和Na2CO3，应先加入过量盐酸除去过量Na2CO3后再制得NaCl。
答案：(1)过滤　(2)Na2CO3　HCl　(3)BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑　(4)不能　应该在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶

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