Question

（2011?常州三模）粗鹽提純的研究．
【有關(guān)資料】

化學(xué)式	CaCO3	CaSO3	CaC2O4	Mg（OH）2
Ksp	4.96×10-9	4.96×10-9	2.34×10-9	5.61×10-12

某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)粗鹽的提純和檢驗(yàn)進(jìn)行研究，并提出一些新的方案．已知該粗鹽樣品中主要含有不溶性雜質(zhì)、Mg²⁺、Ca²⁺等（忽略SO₄^2-的存在），該小組設(shè)計(jì)流程如下：

【設(shè)計(jì)除雜過程】
（1）操作①中需要使用的玻璃儀器有

燒杯

、

玻璃棒

．操作②的名稱為

過濾

，若在操作②結(jié)束后發(fā)現(xiàn)溶液B略有渾濁，應(yīng)采取的措施是

換過濾器并重新進(jìn)行過濾操作

．
（2）混合液A的主要成分是

NaOH、Na₂CO₃

．（填化學(xué)式）
【檢驗(yàn)除雜效果】
（3）為檢驗(yàn)溶液B中Mg²⁺、Ca²⁺是否除盡，通常分別取少量溶液B于兩支試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
步驟一：檢驗(yàn)Mg²⁺是否除盡．向其中一支試管中加入

NaOH

溶液（填化學(xué)式），看是否有沉淀生成．
步驟二：檢驗(yàn)Ca²⁺是否除盡．向另一支試管中加入某溶液，看是否有沉淀生成．效果最好的是

C

（填字母）．
A、Na₂CO₃       B、Na₂SO₃        C、Na₂C₂O₄
【獲取純凈食鹽】
（4）對(duì)溶液B加熱并不斷滴加6mol?L^-1的鹽酸溶液，同時(shí)用pH試紙檢測(cè)溶液，直至pH=5時(shí)停止加鹽酸，得到溶液C．該操作的目的是

除去NaOH和Na₂CO₃

．
（5）將溶液C倒入

蒸發(fā)皿

（填儀器名稱）中，加熱蒸發(fā)并用玻璃棒不斷攪拌，直到

蒸發(fā)皿中有大量固體析出

時(shí)（填現(xiàn)象），停止加熱．
【問題討論】
（6）在除雜過程中，向粗鹽懸濁液中加混合液A時(shí)需要加熱，目的是

加快沉淀生成

，該操作中控制溶液pH=12可確保Mg²⁺除盡，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)計(jì)算，溶液B中Mg²⁺物質(zhì)的量濃度將被控制在

5.61×10^-8mol?L^-1

以下．

Answer 1

分析：（1）溶解固體物質(zhì)需要的玻璃儀器是燒杯和玻璃棒，分離固體和液體要用過濾操作；
（2）除去鎂離子和鈣離子的方法是將其轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）鎂離子的特征反應(yīng)是：與強(qiáng)堿反應(yīng)生成沉淀
（4）氫氧化鈉以及碳酸鈉能和鹽酸發(fā)生反應(yīng)；
（5）溶液的蒸發(fā)結(jié)晶在蒸發(fā)皿中進(jìn)行，不要將溶液蒸干才停止；
（6）加熱能加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，根據(jù)沉淀的溶度積Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²來計(jì)算．

解答：解：（1）溶解固體物質(zhì)時(shí)，燒杯用來溶解物質(zhì)，需要玻璃棒不斷地?cái)嚢瑁�分離固體和液體要用過濾操作，如果過濾后的溶液仍略有渾濁，需更換過濾器，再過濾，故答案為：燒杯和玻璃棒；過濾；換過濾器并重新進(jìn)行過濾操作；
（2）除去粗鹽樣品中的Mg²⁺、Ca²⁺雜質(zhì)，要用NaOH、Na₂CO₃，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
（3）鎂離子與強(qiáng)堿反應(yīng)生成沉淀，可以用氫氧化鈉檢驗(yàn)鎂離子，根據(jù)沉淀的溶度積數(shù)值的大小，數(shù)值越小，說明將鈣離子沉淀需要的溶液的濃度越小，故效果最好的是草酸鈉溶液，故答案為：NaOH；C； 
（4）加熱并不斷滴加6mol?L^-1的鹽酸溶液，可以將溶液中多余的氫氧化鈉和碳酸鈉除去，故答案為：除去NaOH和Na₂CO₃；
（5）溶液的蒸發(fā)結(jié)晶在蒸發(fā)皿中進(jìn)行，蒸發(fā)皿中有大量固體析出時(shí)，即停止加熱，否則會(huì)把物質(zhì)燒焦，故答案為：蒸發(fā)皿；蒸發(fā)皿中有大量固體析出；
（6）加熱能加快沉淀生成，根據(jù)氫氧化鎂的Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²，所以[Mg²⁺]=

Ksp

[OH-]2

=

5.61×10-12

(10-2)2

=5.61×10^-8（ mol?L^-1），故答案為：加快沉淀生成；5.61×10^-8mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于粗鹽的提純知識(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)題，難度較大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．