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题目:有一混合溶液含有氯化钠和硝酸钾,已知其中氯化钠的质量分数为0.5%,硝酸钾的质量分数为0.2%。现在需要将氯化钠和硝酸钾完全分离,应该采取什么样的操作步骤?请列出具体的操作过程,并计算出各步所得溶液中氯化钠和硝酸钾的质量分数。
解答:
步骤:
1. 溶解:将混合溶液混合,搅拌溶解。
2. 过滤:将溶液通过滤纸,得到硝酸钾的固体和氯化钠的溶液。
3. 蒸发浓缩:将氯化钠的溶液蒸发至有大量晶体析出。
4. 冷却结晶:将晶体与剩余溶液分开。
5. 洗涤晶体:将硝酸钾晶体用蒸馏水洗涤干净。
6. 干燥:将晶体干燥。
具体过程:
1. 溶解:取50克混合溶液,搅拌溶解。
2. 过滤:将溶液通过滤纸,得到约2.5克硝酸钾固体和约47.5克氯化钠溶液。
3. 蒸发浓缩:将氯化钠溶液蒸发至有大量晶体析出,此时质量约为5g。
4. 冷却结晶:将晶体与剩余溶液分开,得到约3g氯化钠晶体和约2g硝酸钾晶体。
5. 洗涤晶体:用约10克蒸馏水洗涤两次硝酸钾晶体,以去除杂质。
6. 干燥:将晶体干燥至恒重,得到约2.7g纯净的硝酸钾晶体。
此时剩余溶液中氯化钠的质量分数为:
(50g - 2.5g - 3g) / (50g - 2.5g) = 0.97%
所得的氯化钠晶体中氯化钠的质量分数为:
(3g / 2.7g) × 100% = 11.1%
所以,操作过程中各步所得溶液中氯化钠和硝酸钾的质量分数分别为:
过滤前:氯化钠质量分数为0.5%,硝酸钾质量分数为0.2%。
蒸发浓缩后:氯化钠质量分数为约0.97%。
冷却结晶后:氯化钠晶体质量分数为约11.1%。
最终干燥后:硝酸钾晶体质量分数为约97%。