Question

（2011?常州三模）粗鹽提純的研究．
【有關資料】

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

某研究性學習小組對粗鹽的提純和檢驗進行研究，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、Mg²⁺、Ca²⁺等（忽略SO₄^2-的存在），該小組設計流程如下：

【設計除雜過程】
（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結束后發現溶液B略有渾濁，應采取的措施是

換過濾器并重新進行過濾操作

．
（2）混合液A的主要成分是

NaOH、Na₂CO₃

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

NaOH

溶液（填化學式），看是否有沉淀生成．
步驟二：檢驗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）對溶液B加熱并不斷滴加6mol?L^-1的鹽酸溶液，同時用pH試紙檢測溶液，直至pH=5時停止加鹽酸，得到溶液C．該操作的目的是

除去NaOH和Na₂CO₃

．
（5）將溶液C倒入

蒸發皿

（填儀器名稱）中，加熱蒸發并用玻璃棒不斷攪拌，直到

蒸發皿中有大量固體析出

時（填現象），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，根據提供的數據計算，溶液B中Mg²⁺物質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化為沉淀；
（3）鎂離子的特征反應是：與強堿反應生成沉淀
（4）氫氧化鈉以及碳酸鈉能和鹽酸發生反應；
（5）溶液的蒸發結晶在蒸發皿中進行，不要將溶液蒸干才停止；
（6）加熱能加速化學反應的進行，根據沉淀的溶度積Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²來計算．

解答：解：（1）溶解固體物質時，燒杯用來溶解物質，需要玻璃棒不斷地攪拌，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；換過濾器并重新進行過濾操作；
（2）除去粗鹽樣品中的Mg²⁺、Ca²⁺雜質，要用NaOH、Na₂CO₃，故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
（3）鎂離子與強堿反應生成沉淀，可以用氫氧化鈉檢驗鎂離子，根據沉淀的溶度積數值的大小，數值越小，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）溶液的蒸發結晶在蒸發皿中進行，蒸發皿中有大量固體析出時，即停止加熱，否則會把物質燒焦，故答案為：蒸發皿；蒸發皿中有大量固體析出；
（6）加熱能加快沉淀生成，根據氫氧化鎂的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．

點評：本題是一道關于粗鹽的提純知識的綜合實驗題，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．