Question

硫酸鈉是制造紙漿、染料稀釋劑、醫藥品等的重要原料．某硫酸鈉粗品中含有少量CaSO₄和MgSO₄，實驗室進行提純的流程如下：
（提示：本題中微溶物質當可溶物質）
試回答下列問題：
（1）用NaOH和Na₂CO₃除雜時，反應的化學方程式分別為______、______．
（2）如果NaOH和Na₂CO₃添加過量了，可在過濾______（填前或后）加入適量______溶液除去．
（3）“后續處理”的主要操作是蒸發
①蒸發時用玻璃棒不斷攪拌，其作用是_______，
②蒸發操作中應______ 時停止加熱．
（4）已知硫酸鈉的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示．40℃時，50g蒸餾水中溶解______g硫酸鈉達到飽和．將該飽和溶液升高溫度至80℃，觀察到的現象是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）本題給出了除去雜質應選用的試劑，氫氧化鈉和氯化鎂反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉．
（2）如果氫氧化鈉和碳酸鈉過量，可加入適量的稀硫酸，稀硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，稀硫酸和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳．
（3）根據蒸發操作的要求，解釋在蒸發過程中，所使用儀器的作用及停止加熱的操作方法．
（4）因為40℃時，硫酸鈉的溶解度是50克，根據溶解度的定義，100克水中溶解50克硫酸鈉恰好飽和．當由40℃升高到80℃時，硫酸鈉的溶解度減小，溶解能力下降，所以有硫酸鈉固體析出．
解答：解：（1）氫氧化鈉和氯化鎂、碳酸鈉和氯化鈣反應的化學方程式為：2NaOH+MgCl₂═Mg（OH）₂↓+2NaCl，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，沒有帶入新雜質，碳酸鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳以氣體形式逸出，不帶入任何其它雜質．所以，除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉時，可以在過濾后向濾液中滴加稀硫酸除去．
（3）①為使液體均勻受熱，蒸發時用玻璃棒不斷攪拌，以防止受熱不均勻而使液體濺出；
②蒸發操作中應在有大量固體析出時停止加熱，利用余熱蒸干．
（4）根據溶解度的定義以及溶解度受溫度影響的關系可知．100克蒸餾水中溶解50克硫酸鈉恰好飽和，50g水最多可溶解25g硫酸鈉； 根據硫酸鈉的溶解的曲線可知，在0℃到40℃之間，硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，在40℃到90℃時，硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而減小．飽和的硫酸鈉溶液由40℃升高到80℃時，溶解能力下降，所以有硫酸鈉固體析出．
故答案為：
（1）2NaOH+MgCl₂═Mg（OH）₂↓+2NaCl；Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）后；H₂SO₄；
（3）①使液體均勻受熱；②有大量固體析出；
（4）25；有固體析出．
點評：本題主要涉及選擇試劑、化學方程式的寫法、蒸發操作及溶解度曲線的應用．在使用溶解度曲線時，注意該物質溶解度曲線的特殊性．