2026中考化学 实验变式满分实验十 粗盐中杂质去除实验 -讲义（含答案）

实验变式满分实验十 粗盐中杂质去除实验
一、实验核心本质溯源（中考底层逻辑）
1.宏观定量与定性原理
定性层面：通过溶解、过滤操作除去粗盐中的难溶性泥沙杂质，通过加入特定除杂试剂，将可溶性杂质转化为沉淀除去，最终得到纯净的氯化钠固体；
定量层面：通过称量粗盐与所得精盐的质量，计算精盐产率，实现对提纯效果的定量测定，验证除杂操作的完成度。
2.微观反应本质
核心除杂反应化学方程式：
-除去氯化镁：2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl
-除去硫酸钠：BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
-除去氯化钙与过量氯化钡：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl、Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
-除去过量除杂试剂：HCl+NaOH=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
微观本质：可溶性杂质中的镁离子、硫酸根离子、钙离子，分别与氢氧根离子、钡离子、碳酸根离子结合生成难溶于水的沉淀，通过过滤除去；过量的氢氧根离子、碳酸根离子与氢离子结合生成水或二氧化碳，最终溶液中仅保留钠离子和氯离子，蒸发后得到纯净的氯化钠固体。
3.实验核心前提（缺一不可）
（1）除杂试剂只与杂质发生反应，不与目标物质氯化钠反应；
（2）加入的过量除杂试剂，必须能被后续加入的试剂完全除去，不引入新的难除去的杂质；
（3）沉淀完全后再进行过滤操作，避免可溶性杂质残留；
（4）蒸发操作规范，保证精盐完全析出且不发生飞溅，准确计算精盐产率。
二、课本原版实验全维度解析
1.标准装置与仪器作用
（1）烧杯：溶解粗盐、承接滤液、盛放除杂反应溶液的核心反应容器；
（2）托盘天平：称量粗盐和最终所得精盐的质量，用于计算精盐产率；
（3）量筒：量取蒸馏水，控制溶解粗盐的水量，保证粗盐充分溶解；
（4）玻璃棒：四大核心作用，溶解时搅拌加速粗盐溶解；过滤时引流，防止液体洒出或冲破滤纸；蒸发时搅拌，防止局部过热导致液体飞溅；转移固体，将精盐从蒸发皿转移到称量纸上；
（5）漏斗与滤纸：制作过滤器，过滤除去难溶性杂质和反应生成的沉淀；
（6）铁架台（带铁圈）：固定漏斗、蒸发皿，支撑过滤和蒸发装置；
（7）蒸发皿：蒸发滤液，除去水分，得到精盐固体；
（8）酒精灯：加热蒸发滤液，提供反应所需热量；
（9）胶头滴管：滴加除杂试剂和稀盐酸，精准控制试剂用量，调节溶液pH；
（10）药匙：取用粗盐固体药品。
2.标准化操作流程（中考扣分点全标注）
（1）实验前准备：检查托盘天平平衡，制作过滤器，保证滤纸紧贴漏斗内壁、无气泡，滤纸边缘低于漏斗边缘；
扣分点：滤纸未紧贴漏斗内壁留有气泡，会导致过滤速度过慢；滤纸边缘高于漏斗边缘，会导致液体溢出，过滤失败
（2）称量与溶解：用托盘天平称量一定质量的粗盐，倒入烧杯中；用量筒量取适量蒸馏水，倒入烧杯中，用玻璃棒不断搅拌，至粗盐不再溶解为止；
扣分点：托盘天平未遵循左物右码原则，导致称量的粗盐质量不准确；溶解时玻璃棒过度搅拌导致液体溅出，或蒸馏水加入量不足导致粗盐未完全溶解，都会使最终精盐产率偏低
（3）过滤操作：将烧杯中的混合液沿玻璃棒慢慢倒入过滤器中进行过滤，若滤液仍浑浊，需重新过滤；
扣分点：过滤时液面高于滤纸边缘，导致液体未经过滤直接流下，滤液浑浊；玻璃棒末端未靠在三层滤纸一侧，导致滤纸破损；漏斗下端未紧靠烧杯内壁，导致滤液飞溅
（4）可溶性杂质去除（中考核心）：向澄清滤液中，依次加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液、过量的碳酸钠溶液，每加入一种试剂后振荡，充分反应后静置，向上层清液中滴加试剂确认沉淀完全后，再次过滤；
扣分点：除杂试剂加入顺序错误，比如碳酸钠溶液加在氯化钡溶液之前，导致过量的氯化钡无法除去，引入新杂质；未确认沉淀完全就过滤，导致可溶性杂质未除尽
（5）pH调节与除杂：向过滤后的澄清滤液中，逐滴加入稀盐酸，边滴加边搅拌，至溶液的pH恰好等于7，除去过量的氢氧化钠和碳酸钠；
扣分点：稀盐酸加入量不足，过量的氢氧根离子和碳酸根离子未完全除去，精盐中含有杂质
（6）蒸发结晶：将调节好pH的滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌，待蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将剩余水分蒸干；
扣分点：加热时未用玻璃棒搅拌，液体局部过热飞溅，导致精盐损失；加热至固体完全蒸干才停止加热，导致精盐固体飞溅；蒸发皿未放在石棉网上冷却，导致烫坏实验台
（7）称量与计算：用玻璃棒将蒸发皿中冷却后的精盐固体转移到称量纸上，称量质量，计算精盐产率；
扣分点：固体未完全冷却就称量，导致称量质量不准确；蒸发皿内壁残留的精盐未全部转移，导致产率偏低
3.实验现象与结论
（1）实验现象
①溶解步骤：粗盐固体逐渐溶解，溶液呈浑浊状，可见不溶性泥沙杂质；
②过滤步骤：浑浊液体经过滤后，得到澄清无色的滤液，滤纸上残留泥沙等难溶性固体；
③除杂反应步骤：加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液后，均有白色沉淀产生；
④加稀盐酸步骤：滴加稀盐酸后，溶液中有气泡产生，最终得到澄清的氯化钠溶液；
⑤蒸发步骤：加热过程中，溶液水分逐渐减少，蒸发皿中出现白色固体，最终得到白色的精盐固体。
（2）实验结论
①粗盐中含有难溶性的泥沙杂质，可通过溶解、过滤的方法除去；
②粗盐中含有可溶性的氯化钙、氯化镁、硫酸钠等杂质，可通过加入对应除杂试剂转化为沉淀，再通过过滤除去，最终得到纯净的氯化钠；
③精盐产率=所得精盐质量÷所取粗盐质量×100%；
④除杂过程中，必须保证加入的过量除杂试剂能被后续试剂除去，避免引入新的杂质。
三、中考核心命题维度（全覆盖）
1.过滤、蒸发的操作规范与仪器作用
2.除杂试剂的选择与加入顺序判断
3.操作误差对精盐产率的影响分析
4.实验装置改进的优缺点评价
5.除杂后溶液溶质成分的探究与验证
6.实验方案设计与纠错
四、深度变式解析（中考压轴级）
变式一：装置改进变式（精度或环保或误差优化）
1.抽滤装置改进型（布氏漏斗+抽滤瓶+抽滤泵）
优点：使装置内形成负压，过滤速度远快于普通过滤，实验效率更高，过滤更彻底，减少杂质残留，降低实验误差；
2.恒温蒸发装置改进型（水浴加热蒸发）
优点：加热温度均匀可控，避免局部过热导致精盐固体飞溅，减少精盐损失，产率测定更准确，操作更安全；
3.一体化除杂过滤装置（密闭式过滤器+试剂滴加装置）
优点：无需多次转移溶液，减少溶液转移过程中的损失，实验误差更小，全程密闭，避免空气中的二氧化碳进入溶液与氢氧化钠反应，干扰除杂；
4.微型实验型（点滴板+微型过滤器）
优点：试剂用量极少，节约药品，可同步完成多组除杂对比实验，现象直观清晰，操作简便，适合考场规范答题。
【变式核心逻辑】所有改进均围绕“减小误差、提高提纯效率、减少样品损失、操作安全简便”四大中考评分点。
变式二：药品替代变式（必考正误判断）
【可行药品】
1.除杂试剂替代：氢氧化钡溶液，可替代氯化钡溶液和氢氧化钠溶液，同时除去硫酸钠和氯化镁杂质，减少试剂加入步骤；
2.调pH试剂：稀硝酸，可替代稀盐酸调节pH，除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子，不会引入难除去的杂质；
3.沉淀剂：碳酸钾溶液，可替代碳酸钠溶液除去钙离子和过量的钡离子，后续加稀硝酸可除去过量的碳酸根离子；
4.沉降辅助剂：明矾，可吸附水中的悬浮杂质，加速泥沙沉降，提高过滤效率。
【严禁药品】（中考必坑）
1.硝酸钡溶液：不可替代氯化钡溶液除去硫酸钠杂质，会引入硝酸根离子，后续无法通过稀盐酸除去，最终精盐中含有硝酸钠杂质；
2.氢氧化钾溶液：不可替代氢氧化钠溶液除去氯化镁杂质，会引入钾离子，后续无法除去，最终精盐中含有氯化钾杂质；
3.硫酸：不可替代稀盐酸调节溶液pH，会引入硫酸根离子，最终精盐中含有硫酸钠杂质；
4.氯化钙溶液：不可替代氯化钡溶液除去硫酸钠杂质，生成的硫酸钙微溶于水，无法完全除去硫酸根离子，导致杂质残留；
5.镁条：不可用于除去过量的稀盐酸，镁条与稀盐酸反应会生成氯化镁，引入新的杂质。
变式三：操作误差深度模型（定量分析）
误差 具体操作 结果 本质原因
结果偏小 溶解时蒸馏水加入量不足，粗盐未完全溶解 产率偏低 部分氯化钠固体未溶解，随泥沙被过滤除去，最终所得精盐质量减少
结果偏小 过滤时液体溅出，或转移溶液时烧杯内壁残留溶液 产率偏低 含有氯化钠的溶液损失，最终所得精盐质量减少
结果偏小 蒸发时未用玻璃棒搅拌，液体局部过热飞溅 产率偏低 部分氯化钠固体随液体飞溅损失，最终所得精盐质量减少
结果偏小 蒸发后固体未完全转移，蒸发皿内壁残留精盐 产率偏低 部分精盐未被称量，所得精盐质量记录值偏小
结果偏小 称量粗盐时，砝码与粗盐放反且使用了游码 产率偏低 实际称量的粗盐质量小于记录值，溶解的氯化钠总量偏少，最终所得精盐质量偏小
结果偏大 过滤时滤纸破损或液面高于滤纸边缘，滤液浑浊未重新过滤 产率偏高 泥沙等难溶性杂质进入滤液，蒸发后混入精盐中，导致所得精盐质量偏大
结果偏大 除杂时加入的氯化钡等试剂过量，未被完全除去 产率偏高 引入的新杂质留在精盐中，导致所得精盐质量偏大
结果偏大 稀盐酸加入量不足，过量的碳酸钠、氢氧化钠未完全除去 产率偏高 碳酸钠、氢氧化钠留在精盐中，导致所得精盐质量偏大
结果偏大 未完全蒸干水分，精盐固体潮湿就进行称量 产率偏高 精盐中含有水分，称量的质量包含水的质量，所得精盐质量记录值偏大
变式四：数字化实验变式（中考新考法）
pH变化曲线特征（调pH过程）：
1.起点：滤液中含有过量的氢氧化钠和碳酸钠，呈碱性，起点pH大于7；
2.下降段：逐滴加入稀盐酸，盐酸先与氢氧化钠反应，溶液中的氢氧根离子被快速消耗，pH快速下降；
3.平缓段：盐酸与碳酸钠反应，pH下降速度变慢，同时有气泡产生；
4.平稳段：pH等于7时不再变化，说明过量的氢氧化钠和碳酸钠恰好完全反应，溶液呈中性，为最佳滴加终点；
5.下降段：继续滴加稀盐酸，盐酸过量，溶液呈酸性，pH继续下降；
6.考点：判断反应的先后顺序，恰好完全反应的点，反应过程中溶液的酸碱性变化，溶质成分的判断。
电导率变化曲线特征（除杂过程）：
1.起点：氯化钠溶液中含有可溶性杂质离子，自由移动的离子浓度稳定，电导率稳定；
2.下降段：加入氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠等除杂试剂，杂质离子与试剂中的离子结合生成沉淀，溶液中自由移动的离子总数减少，电导率逐渐下降；
3.平稳段：电导率不再变化，说明杂质离子已完全沉淀，除杂反应完全；
4.考点：判断沉淀是否完全，除杂反应的终点，验证除杂试剂的加入是否足量。
变式五：定量计算变式
根据粗盐质量、所得精盐质量，计算精盐产率；根据除杂反应的化学方程式，计算除去一定质量的杂质所需除杂试剂的质量，核心公式：
1.精盐产率=所得精盐的质量÷所取粗盐的质量×100%
2.除杂试剂的质量计算：根据化学方程式中杂质与除杂试剂的固定质量比，计算出所需除杂试剂的溶质质量，再结合溶质质量分数计算所需试剂的质量
3.氯化钠的损失质量=粗盐中氯化钠的理论质量-所得精盐的实际质量
五、变式避坑红黑榜
1.不能用硝酸钡溶液代替氯化钡溶液除去硫酸钠杂质，会引入无法被稀盐酸除去的硝酸根离子，导致精盐中含有硝酸钠杂质；
2.不能将碳酸钠溶液加在氯化钡溶液之前，会导致过量的氯化钡无法被除去，引入新的钡离子杂质；
3.不能用稀硫酸代替稀盐酸调节溶液pH，会引入无法除去的硫酸根离子，导致精盐中含有硫酸钠杂质；
4.不能在蒸发皿中出现较多固体前停止加热，会导致水分蒸发不完全，精盐潮湿，产率偏大；也不能加热至固体完全蒸干才停止加热，会导致精盐飞溅，产率偏小；
5.不能在过滤时液面高于滤纸边缘，会导致杂质进入滤液，精盐纯度降低，产率偏大。
六、中考规范答题话术（满分模板）
1.过滤操作中玻璃棒的作用：引流，防止液体洒出或冲破滤纸，保证过滤操作顺利进行；
2.蒸发操作中玻璃棒的作用：搅拌，使液体受热均匀，防止局部过热导致液体飞溅；
3.蒸发操作中停止加热的时机：待蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将剩余水分蒸干；
4.除杂试剂中碳酸钠溶液必须加在氯化钡溶液之后的原因：碳酸钠溶液不仅能除去粗盐中的氯化钙杂质，还能除去过量的氯化钡，若加在氯化钡之前，过量的氯化钡无法被除去，会引入新的杂质；
5.加入稀盐酸的目的：除去滤液中过量的氢氧化钠和碳酸钠，将其转化为氯化钠，不引入新的杂质；
6.过滤后滤液仍浑浊的可能原因：滤纸破损；过滤时液面高于滤纸边缘；承接滤液的烧杯不干净；
7.实验成功的关键：过滤操作规范，除杂试剂加入顺序正确，试剂足量，沉淀完全后过滤，准确控制稀盐酸用量，蒸发操作规范，减少样品损失。
七、中考变式专项训练（同源真题）
第1题（装置创新·综合实验题）
某化学兴趣小组针对课本“粗盐中杂质去除”实验过滤速度慢、样品易损失、产率误差大的问题，设计了图1（布氏漏斗抽滤装置）和图2（水浴恒温蒸发装置）两套改进装置，进行对比探究。
已知：粗盐中含有泥沙等难溶性杂质，以及氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质。
（1）图1装置中，抽滤泵的作用是_________，该装置相比课本普通过滤装置的核心优点有：①_________；②_________。
（2）图2装置中，用水浴加热代替酒精灯直接加热的优点是_________，蒸发操作中，当观察到_________时，应停止加热。
（3）用改进装置进行粗盐提纯实验，若最终所得精盐产率偏低，下列原因分析合理的是（ ）
A、粗盐未完全溶解就进行过滤
B、抽滤时滤纸破损，滤液浑浊
C、蒸发时固体未完全转移，蒸发皿内壁有残留
D、精盐未完全冷却，潮湿时就进行称量
（4）除去可溶性杂质时，需依次加入过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液，其中碳酸钠溶液的作用是_________。
第2题（数字化创新·曲线分析题）
化学小组利用pH传感器，测定向含有过量氢氧化钠和碳酸钠的精盐滤液中逐滴加入稀盐酸时，溶液pH的变化，得到对应的变化曲线。
已知：稀盐酸与溶质的反应顺序为：先与氢氧化钠反应，再与碳酸钠反应，最后与氯化钠不反应。
（1）稀盐酸与氢氧化钠反应的微观本质是__________（用微粒观点解释）。
（2）曲线中AB段pH快速下降的原因是__________；BC段pH下降速度变慢，且有气泡产生，说明__________；C点pH等于7，说明__________。
（3）CD段pH继续下降的原因是__________，此时溶液中的溶质为__________。
（4）若用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，C点pH__________（填“能”或“不能”）等于7，原因是__________。
第3题（药品创新·压轴探究题）
为解决“粗盐除杂试剂加入步骤繁琐、易引入新杂质”的问题，探究小组设计了不同除杂试剂组合的对比实验，分别用四组不同的试剂组合进行粗盐提纯实验，测定所得精盐的纯度如下：
试剂组合 除杂试剂加入顺序 所得精盐纯度
组合1 氯化钡溶液→氢氧化钠溶液→碳酸钠溶液→稀盐酸 98.2%
组合2 氢氧化钠溶液→氯化钡溶液→碳酸钠溶液→稀盐酸 98.1%
组合3 氯化钡溶液→碳酸钠溶液→氢氧化钠溶液→稀盐酸 97.9%
组合4 碳酸钠溶液→氯化钡溶液→氢氧化钠溶液→稀盐酸 92.5%
（1）对比四组数据，可得出结论：__________。
（2）组合4所得精盐纯度明显偏低，原因是__________。
（3）有同学提出可用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液和氢氧化钠溶液，简化实验步骤，该方案是否可行？请说明理由：__________。
（4）若用硝酸钡溶液代替氯化钡溶液进行实验，所得精盐纯度会__________（填“偏高”“偏低”或“不变”），原因是__________。
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参考答案
1.【答案】
（1）使抽滤瓶内形成负压，加快过滤速度；①过滤速度更快，实验效率更高；②过滤更彻底，减少杂质残留
（2）受热均匀，温度可控，防止局部过热导致液体飞溅；蒸发皿中出现较多固体
（3）AC（漏选得1分，错选不得分）
（4）除去粗盐中的氯化钙杂质，同时除去过量的氯化钡杂质
2.【答案】
（1）氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
（2）稀盐酸与氢氧化钠发生中和反应，溶液中的氢氧根离子被快速消耗，碱性减弱；稀盐酸与碳酸钠发生反应，生成二氧化碳气体；过量的氢氧化钠和碳酸钠恰好完全反应，溶液呈中性
（3）稀盐酸过量，溶液呈酸性；氯化钠、氯化氢
（4）不能；稀硫酸与氢氧化钠、碳酸钠反应会生成硫酸钠，引入新的杂质硫酸根离子，无法保证溶液中溶质只有氯化钠，且无法通过稀硫酸调节pH至中性且不引入杂质
3.【答案】
（1）除杂试剂加入顺序会影响精盐的纯度，碳酸钠溶液必须加在氯化钡溶液之后，才能保证过量的氯化钡被完全除去，得到的精盐纯度更高
（2）碳酸钠溶液加在氯化钡溶液之前，过量的氯化钡无法被除去，引入了新的钡离子杂质，导致精盐纯度降低
（3）可行；氢氧化钡溶液中的钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀，氢氧根离子能与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀，可同时除去硫酸钠和氯化镁杂质，过量的氢氧化钡可被后续加入的碳酸钠溶液除去，不会引入新的难除去的杂质
（4）偏低；硝酸钡溶液会引入硝酸根离子，后续无法通过稀盐酸除去，导致精盐中含有硝酸钠杂质，氯化钠的纯度降低