Question

为了将混有Na₂SO₄、NH₄HCO₃的NaCl提纯。某学习小组设计了如图所示的方案：

(1)操作①盛放药品的仪器名称是___________，发生反应的化学反应方程式为__________________。

(2)进行操作②后，如何判断杂质是否除尽？_______________________________________________。

(3)操作③的目的是_____________________。

(4)请你评价该设计方案设计是否严密？若不严密，请说明理由，并提出改进方案_______________。

Answer

坩埚 NH4HCO3 NH3 ↑+ CO2↑+ H2O 取上层清液，滴加BaCl2溶液，无沉淀生成，说明杂质已除净 除去过量的Ba2+ 不严密，混有杂质Na2CO3，应加入适量盐酸，再加热煮沸

【解析】

混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体，由流程可知，①中在生加热条件下碳酸氢铵发生分解反应变为气体逸出，分解后的固体溶于水，与氯化钡反应可除去硫酸根离子，再利用碳酸钠除去过量的钡离子，过滤后的滤液中含NaCl、碳酸钠，再加过量的盐酸就可除去碳酸钠，反应后溶质为NaCl、HCl，通过蒸发就能得到纯净的NaCl，以此来解答。

(1)将固体混合物加热是在坩埚中进行的；碳酸氢铵不稳定，加热分解，反应化学方程式是: NH4HCO3 NH3 ↑+ CO2↑+ H2O；

(2)向Na2SO4、NaCl混合溶液中加入过量氯化钡溶液，发生反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓；若硫酸根离子被除尽，那么再加入硝酸钡溶液时，就不会产生沉淀。通过取过滤后的上层清液，向其中滴加BaCl2溶液，若无沉淀生成，说明杂质已除净；

(3)操作②加入过量的氯化钡溶液可将SO42-除尽，但又引入了杂质离子Ba2+，操作③加入碳酸钠溶液时，碳酸钠就可与过量的氯化钡发生沉淀反应生成碳酸钡沉淀，从而可达到除去过量杂质Ba2+的目的；

(4)加入过量的碳酸钠溶液，可以除去溶液中过量的Ba2+，但同时又引入了新的杂质Na2CO3。该物质加热不反应，不能去除，因此此设计方案不严密，正确操作方法为在操作③加过量的Na2CO3溶液反应后过滤除去BaCO3沉淀，在操作④之后再向滤液中加过量盐酸，盐酸与碳酸钠反应，除去Na2CO3，最后通过加热煮沸除去HCl，就可得到纯净的NaCl溶液。