Question

为了将混有K₂SO₄、MgSO₄的KNO₃固体提纯，并制得纯净的KNO₃溶液，某学生设计如下实验方案：

（1）操作①为_____________________；

（2）操作②③④加入的试剂依次可以为：___________、____________、____________。

（3）如何判断SO₄^2-已除尽，简述实验操作_________________________。

（4）实验过程中产生的多次沉淀__________(填“需要”或“不需要”)多次过滤，理由是_______________。

（5）该同学的实验设计方案___________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________。

Answer

（1）(加水)溶解

（2）Ba(NO3)2、K2CO3 、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3；

（3）取少许滤液于试管中，向其中加入少量Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，表明SO42-已除尽；

（4）不需要；几个沉淀反应互不干扰 可一次性过滤，如果分步过滤会使操作复杂化。

（5）不合理；调节溶液的pH若用盐酸，会引入Cl-杂质，应用硝酸。

【解析】试题分析：沉淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以首先应当将固体配制成溶液．除去SO42-、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba(NO3)2和KOH溶液，过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba(NO3)2溶液，后加入K2CO3溶液，同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂，也不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引进Na+和Cl-杂质。

（1）后续实验是在溶液中进行的，需要加水溶解，操作①需要配制成溶液，需要加水溶解，故答案为：加水溶解；

（2）先加硝酸钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，再加碳酸钠，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；先加氢氧化钾，除去镁离子，再加氯化钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；先加入硝酸钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，能把钙离子和多余钡离子除去，再加氢氧化钾，除去镁离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，故答案为：Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3；

（3）加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子，检验硫酸根离子已除尽，可静止片刻在上层清液处，滴加一滴Ba(NO3)2溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽，故答案为：静置，取少量上层澄清溶液，再加入少量Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，表明SO42-已除尽；

（4）几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序，故答案为：不需要；因为几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序；

（5）因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-，制不到纯净的KNO3溶液(E)，所以该同学的实验设计方案中该步并不严密，故答案为：不严密，因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-。

考点：考查了物质分离和提纯的相关知识。