浙教版2022-2023学年上学期九年级科学精讲精练（四）：酸碱盐实验探究【word，含答案】

【粗盐提纯】
　　粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，以及可溶性杂质如：Ca2+，Mg2+，SO42- 等。不溶性杂质可以用过滤的方法除去，可溶性杂质中的Ca2+，Mg2+，SO42-则可通过加入BaCl2、NaOH和Na2CO3溶液，生成沉淀而除去，然后蒸发水分得到较纯净的精盐。
　一、原理
　　粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，以及可溶性杂质、不溶性杂质可以用溶解、过滤的方法 除去，然后蒸发水分得到较纯净的精盐．
　二、步骤
　　1.溶解
　　2.加入过量BaCl2(去除硫酸根离子)BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl
　　3.加入过量NaOH(去除镁离子)MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl
　　4.加入过量Na2CO3(去除钙离子及BaCl2中的钡离子) Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl
　　Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl
　（注：可互换2，3两步或3，4两步，Na2CO3必须在BaCl2后加入。）
　　5.过滤
　　6.向滤液中加入适量HCl（除去过量NaOH,Na2CO3,可选择用pH试纸控制加入的量，或是直接蒸发）
　　7.蒸发结晶
【侯氏制碱法】
“侯氏制碱法”的原理是联合制碱工艺与合成氨法以同时制取纯碱和氯化氨。
（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3（先通入氨气再通入二氧化碳）　　
（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 　
（3）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 　
【纯碱样品纯度的测定】
1.设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓吹入装置D中，利用装置D的质量变化，就是CO2的质量，测定食用碱中Na2CO3的含量。
2、设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓吹入装置D中，利用装置D中产生的碳酸钡沉淀，洗涤、干燥称其质量，再计算CO2的质量来计算碳酸钠的含量。
3、设计思路：通过测定二氧化碳体积，查密度表得到二氧化碳的质量，再计算碳酸钠的含量。（注：残留在锥形瓶内的气体对测定结果无影响）
例1、为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤；②加过量的NaOH溶液；③加适量的盐酸；④加过量的Na2CO3溶液；⑤加过量的BaCl2溶液，下列操作顺序中最合适的是（ ）
A.②⑤④①③ B.⑤④②③① C.⑤②④③① D.②④⑤①③
例2、海洋是人类宝贵的自然资源，海水“制盐”体现了人类利用化学科学征服和改造自然的智慧。通过晾晒海水，可以得到粗盐，粗盐中含有不溶性杂质(如泥沙等)和可溶性杂质(如MgCl2、CaCl2等)，工业上以粗盐为原料制取精盐，其生产流程如图所示。请回答下列问题：
(1)操作b中玻璃棒的作用是________。
(2)加入Na2CO3溶液除去的离子是________(填离子符号)，加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为_____________________________________。
(3)滤液中溶质的主要成分是________(填化学式)，加入足量稀盐酸的目的是____________________________。
(4)如果称量Ⅰ中称得粗盐的质量为3 g，称量Ⅱ中称得精盐的质量为3.1 g，则下列分析正确的是________(填字母)。
A．精盐的产率为103.3% B．蒸发操作中可能有水分没有蒸干
C．除杂过程中有NaCl生成 D．溶解操作中粗盐没有完全溶解
例3、某纯碱样品中含有少量氯化钠，研究性学习小组同学现欲测定其中碳酸钠的质量分数，进行如下实验：
〖实验原理〗Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑
通过实验测得反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量分数。
〖实验装置〗
〖实验步骤〗
①如图连接装置（除B、C外）并加入所需药品。
②称量并记录B的质量（m1）。（称量时注意封闭B的两端）
③按动鼓气球，持续约1分钟。
④连接上B、C。
⑤打开分液漏斗F的活塞，将稀硫酸快速加入D中后，关闭活塞。
⑥按动鼓气球，持续约1分钟。
⑦称量并记录B的质量（m2）。(称量时注意封闭B的两端及E右端的出口)
⑧计算。
请根据以上实验回答下列问题：
（1）干燥管C的作用是______________________。
（2）若所取样品的质量为12g，m1为51.20g，m2为55.60g，样品中碳酸钠的质量分数为________。
（3）本实验中进行⑥操作的目的是_____________________。
（4）有同学提出：也可称量D装置反应前后的质量差计算二氧化碳的质量，为了减小误差，则需在反应后往D装置中鼓入足量的_______________________，再称量。
1.粗盐中常含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4及泥沙等杂质，常用下面的流程进行提纯。下列说法正确的是(　　)
A．加入试剂a的顺序可以是过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液
B．加入试剂a后，将混合物过滤，得到的沉淀中除泥沙外还含有3种不溶物
C．向溶液Ⅰ中加入的盐酸也可以是过量的
D．操作b的名称为过滤
2.食用碱的主要成分是Na2CO3(常含有少量的NaCl)。课外小组为测定市售食用碱中Na2CO3的含量，设计了如图实验装置。
设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓吹入装置D中，利用装置D的质量变化测定食用碱中Na2CO3的含量。请结合实验装置和设计思路，回答下面问题：
(1)装置D中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A的作用是
(3)缓缓通入空气的目的是 。
(4)若撤除装置A，直接通入空气会导致实验结果_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)；若撤除装置C，对实验结果的影响是________。
3．为测定某碳酸氢钠样品的纯度（含有少量氯化钠），实验小组同学提出通过测二氧化碳质量的实验方案，装置如图所示：
（1）A装置中NaOH溶液的作用是 　 　；
（2）该方案需直接测定的物理量是 　 　。
4．某化学兴趣小组同学欲除去固体氯化钠中混有的氯化钙，设计实验方案如下，请参与实验并回答问题。
（1）写出A物质的化学式：　 　。
（2）写出反应③的化学方程式：　 　；
（3）反应①中加入过量A物质的目的是　除尽氯化钙　；反应③中如果加入盐酸也过量，则对所得到的氯化钠纯度　 　（填“有”或“没有”）影响；
（4）分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较结果　 　（填“增大”、“不变”或“减少”）。
（5）蒸发操作中玻璃棒的作用　 　。
5．资料显示，硫酸铜晶体（CuSO4 5H2O）受热的情况下会失去结晶水变成白色的硫酸铜固体粉末．某同学为测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，设计了如下的实验：
①称量洁净而干燥的空坩埚（质量为m克），再称取10克硫酸铜晶体研细后倒在坩埚里；
②把坩埚置于铁架台上的石棉网中央，用小火慢慢加热，直到蓝色的硫酸铜晶体全部变成白色粉末；
③移去酒精灯，将坩埚放在干燥器里冷却至室温，称量．将坩埚连同固体继续加热，冷却后称量，反复进行三次，直到质量不再变化为止．实验过程中得到了如下表数据：
称量次数 1 2 3 4 5
坩埚和固体物质的总质量/克 m+10 m+6.4 m+6.3 m+6.3 m+6.3
根据实验的操作规范和实验结果分析，请完成下列问题：
（1）加热到硫酸铜晶体完全分解时，剩余固体质量是　 　克；
（2）该同学测得的硫酸铜晶体中结晶水含量的质量分数是　 　；
（3）与理论计算值比较，该实验结果　 　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）； 分析产生
这种偏差的原因（写出一条即可）：　 　．
1.粗盐中含有少量的MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，为了将杂质除干净，先向粗盐溶液中分别加入过量的①NaOH溶液　②Na2CO3溶液　③BaCl2溶液，过滤，再加入④稀盐酸，使溶液的pH＝7，将最后所得溶液进行蒸发可得到精盐。加入溶液的先后顺序错误的是(　　)
A．②③①④ B．③②①④ C．①③②④ D．③①②④
2.某科学兴趣小组在实验室发现一瓶混入Na2CO3的NaOH固体，于是他们对该固体中Na2CO3的含量进行了探究。
[查阅资料]
Ⅰ．碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物。
Ⅱ．无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。
[提出问题]该固体中Na2CO3的质量分数是多少？
[反应原理]碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO2，反应的化学方程式为：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
[制定计划]同学们设计了实验方案(装置气密性良好，浓硫酸、碱石灰均足量)。
方案：用图1所示装置测定反应生成CO2的质量。称取一定质量的样品于锥形瓶中，通入一段时间空气后，向样品中滴加稀硫酸，待样品反应完全，继续通入一段时间空气后，测出生成CO2的质量，计算。
[分析与讨论]
⑴方案中，浓硫酸的作用是________。
⑵小科同学认为原方案的装置设计还存在一个明显缺陷，可增加图2中的一个装置进行改进，改进后整套装置的连接顺序为________(按气流方向填写装置序号)。
[进行实验]同学们在完善实验方案后，测出了该NaOH固体中Na2CO3的质量分数。
[反思与评价]实验后，有同学提出，还可以用“沉淀法”进行测定：称取一定质量的样品放入试管中，加水溶解，加入过量X物质，充分反应后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量，计算可得固体中Na2CO3的质量分数。则X物质可以是下列中的________(选填字母代号)
A．KCl溶液 B．MgCl2溶液 C．Ba(NO3)2溶液 D．Ca(OH)2溶液
3.某种粗盐水中有少量含SO42-、K+的杂质，小金用这种粗盐水经过下列实验流程制取纯净氯化钠晶体。
（1）固体A是________。(填化学式)
（2）加碳酸钠溶液时发生反应的化学方程式________。
（3）若将溶液C蒸发至出现大量固体时停止加热，利用余热将溶液蒸干得到晶体，所得体仍不是纯净的氯化钠，理由是________。
4.市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠，俗称小苏打，具有以下性质。
性质一：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O，(NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解)
性质二：NaHCO+HCl==NaCl+H2O+ CO2↑
（1）苏打气泡水中含有大量二氧化碳，瓶盖一打开就有大量气泡产生，所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳，但小明认为他喝人体内也会产生二氧化碳，主要是利用了碳酸氢钠的性质________(选填“一”或“二”)，理由是________。
（2）小明查阅了相关资料想自制苏打水，于是购买了一袋小苏打，包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗 小明取了10克小苏打样品放入装置，逐次加入稀硫酸进行实验，得到相关数据。请通过计算帮助小明判断包装袋上的标注是否准确。
序号 反应前 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸溶液质量/克 0 10 10 0 10 10
C装置中溶液总质量/克 100.0 101.1 102.2 103.3 104.4 105.0
(2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑)
（3）如果去掉装置B，测量结果将会________(选填“偏大”或“偏小”)。
5．某种粗盐水中有少量含SO42﹣、K+的杂质，小金用这种粗盐水经过下列实验流程制取纯净氯化钠晶体。
（1）固体A是 　 　。（填化学式）
（2）加碳酸钠溶液时发生反应的化学方程式 　 　。
（3）若将溶液C蒸发至出现大量固体时停止加热，利用余热将溶液蒸干得到晶体，所得晶体仍不是纯净的氯化钠，理由是 　 　。
参考答案
例1、A
【解析】根据氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡分别能除去镁离子、钙离子和硫酸根离子及氢氧化钠、碳酸钠可用盐酸除，氯化钡用碳酸钠除分析。
【解答】为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣和泥沙，可将粗盐溶于水， 然后用氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡分别除去镁离子、钙离子和硫酸根离子，因加入试剂均过量，加入的过量氢氧化钠和碳酸钠可用盐酸除去，而氯化钡只能用碳酸钠除，所以氯化钡溶液要加在碳酸钠溶液前，将杂质转化为沉淀后先过滤，再向滤液中加盐酸，即可除去所有杂质；
例2、(1)引流 (2)Ca2＋；MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓
(3)NaCl；除去过量的氢氧化钠和碳酸钠 (4)B、C
【解析】（1）操作b是过滤，其中玻璃棒的作用是引流。（2）加入Na2CO3溶液除去的离子是钙离子，加入NaOH溶液，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠。（3）滤液中溶质的主要成分是氯化钠、过量的氢氧化钠和碳酸钠，加入足量稀盐酸的目的是除去氢氧化钠和碳酸钠。
(4)A.精盐的产率不可能大于100%，不符合题意；B.蒸发操作中可能有水分没有蒸干，导致获得精盐质量偏大，符合题意；C.除杂过程中，碳酸钠和稀盐酸等反应均有NaCl生成，故获得精盐质量偏大，符合题意；D.溶解操作中粗盐如果没有完全溶解，会导致获得精盐的质量偏小，不符合题意。
例3、（1）防止空气中的水和二氧化碳干扰实验（2）88.3%（3）将反应产生的二氧化碳全部赶入B装置中。（4）不含二氧化碳的空气
1.C
【解析】A、加入试剂a的顺序不能是NaOH溶液、Na2CO3溶液，BaCl2溶液，这是因为氯化钡溶液在碳酸钠溶液后面时，过量的氯化钡不能除去，该选项说法不正确；B、加入试剂a后，将混合物过滤，得到的沉淀中除泥沙外还含有4种不溶物，即氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡，该选项说法不正确；C、向溶液Ⅰ中加入的盐酸也可以是过量的，这是因为盐酸易挥发，随着蒸发氯化氢会挥发出去，该选项说法正确；D、操作a是过滤，操作b的名称为蒸发，该选项说法不正确。
2.①Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
②吸收空气中的二氧化碳,吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入装置D中;
③使氢氧化钡和二氧化碳完全反应;
④偏大,偏大.
【解析】①氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡沉淀和水,化学方程式为:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
②氢氧化钠会与二氧化碳反应,碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,所以装置A的作用是吸收空气中的二氧化碳,装置E的作用是吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入装置D中;
③空气通入过快,不能使氢氧化钡和二氧化碳完全反应;
④空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应,如果撤掉A ,会使空气中的二氧化碳未除导致实验结果偏大.空气中的二氧化碳会与氢氧化钡反应，装置B中产生导出的气体中含有水,如果不除去气体中的水，会使D中测定的二氧化碳的质量增大.
3．（1）吸收空气中的CO2；（2）装置C反应前后的质量。
4．解：（1）A物质是碳酸钠，加入碳酸钠是为了除去氯化钙，这是因为碳酸钠能和氯化钙反应，碳酸钠的化学式是Na2CO3。
故填：Na2CO3。
（2）反应③中碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑。
故填：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑。
（3）反应①中加入过量A物质的目的是除尽氯化钙；
反应③中如果加入盐酸也过量，由于盐酸易挥发，蒸发过程中氯化氢从溶液中逸出，则对所得到的氯化钠纯度没有影响。
故填：除尽氯化钙；没有。
（4）由于碳酸钠和盐酸反应生成了氯化钠，分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较结果增大。
故填：增大。
（5）蒸发操作中玻璃棒的作用是搅拌使液体均匀受热，防止液体飞溅。
故填：搅拌使液体均匀受热，防止液体飞溅。
5．解：（1）由数据可知，第3次称量后，坩埚和固体物质的总质量不再改变，所以加热到硫酸铜晶体完全分解时，剩余固体质量是（m+6.3）g﹣mg＝6.3g；故填：6.3；
（2）硫酸铜晶体中结晶水含量的质量分数是37%；故填：37%；
（3）理论上硫酸铜晶体中结晶水含量的质量分数为
36%，称量的硫酸铜晶体潮湿，导致的水的质量偏大；加热过程中有少量固体溅失，则计算的水的质量偏大等原因与理论计算值比较，该实验结果偏大．故填：偏大；称量的硫酸铜晶体潮湿，导致的水的质量偏大（合理即可）．
1.A
【解析】除去粗盐中的Mg2＋、Ca2＋、SO42－，可分别加入NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，由于加入的物质均过量，为避免引入新的杂质，添加试剂时，注意先加BaCl2溶液，后加Na2CO3溶液(可除尽Ca2＋、Ba2＋)，稀盐酸最后加入。因此B、C、D均合理。
2.除去CO2中的水蒸气；G→A→B→C→D；C、D
【解析】【分析与讨论】（1）根据浓硫酸的吸水性解答；
（2）空气中含有二氧化碳，也能被碱石灰吸收，会对实验结论产生影响；
【反思与评价】加入的物质应该只能和碳酸钠反应，不能和氢氧化钠反应，据此分析判断。
【解答】【分析与讨论】（1）方案中，浓硫酸的作用是吸收水蒸气。
故填：吸收水蒸气。
（2）原方案的装置设计还存在一个明显缺陷，即空气中含有二氧化碳，也能被C装置吸收，导致实验结果不准确，可增加图2中的一个装置进行改进，改进后整套装置的连接顺序为G（吸收空气中的二氧化碳）-A-B-C-D。
【反思与评价】
A.氯化钾不能和碳酸钠、氢氧化钠反应，不能选择KCl溶液，故A错误；
B.氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，和碳酸钠反应生成碳酸镁沉淀，故B错误；
C.硝酸钡不能和氢氧化钠反应，和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钡和硝酸钠，故C正确；
D.碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，但是氢氧化钙不与氢氧化钠反应，故D正确。
3.（1）BaSO4（2）BaCl2 +Na2CO3=BaCO3↓ +2NaCI（3）钾离子未除去
【解析】根据流程图中加氯化钡可除去硫酸根离子，加碳酸钠可除去钡离子分析。
【解答】（1）固体A是加入过量氯化钡产生的，为硫酸根与钡离子生成的硫酸钡；
（2）加碳酸钠可除去A中过量的氯化钡，反应方程式为 BaCl2 +Na2CO3=BaCO3↓ +2NaCI ；
（3）因整个过程中没有除去钾离子，所以所得晶体不是纯净氯化钠。
4.（1）二；人体内不能达到50℃的温度或人体的胃内有盐酸
（2）解：mCO2=105g-100g=5g
2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+ 2CO2↑
168 88
x 5g
x=9.55g
碳酸氢钠的质量分数为：
（3）偏大
【解析】（1）根据体内温度不能达到50℃的温度及碳酸氢钠与酸反应产生二氧化碳分析；
（2）根据生成二氧化碳的质量代入方程式，利用方程式中物质间质量关系计算碳酸氢钠分析；
（3）根据去掉B装置空气中二氧化碳会使结果偏大分析。
【解答】（1）因人体内不能达到50℃的温度，但人体的胃内有盐酸，碳酸氢钠与胃酸反应产生二氧化碳，利用了碳酸氢钠与酸反应的性质；
（3）去掉装置B，则空气中二氧化碳会进入C中，使得结果偏大；
5．解：（1）粗盐水中有少量含SO42﹣、K+，加入过量氯化钡，Ba2+与SO42﹣结合生成硫酸钡白色沉淀，化学式为BaSO4；
（2）溶液A中有过量氯化钡，加入过量碳酸钠溶液，氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式为：BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；
（3）溶液B中含过量的碳酸钠，还有氯化钠和K+，加过量盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，溶液C含有氯化钠和K+，若将溶液C蒸发至出现大量固体时停止加热，利用余热将溶液蒸干得到晶体，所得晶体仍不是纯净的氯化钠，理由是钾离子未除去。
故答案为：（1）BaSO4；
（2）BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；
（3）钾离子未除去。
2022-2023学年上学期浙教版科学九年级“精讲精练”讲义（四）
酸碱盐实验探究
知识精讲
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