Question

碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料．工業(yè)碳酸鈉（純度約98%）中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和SO₄^2-等雜質(zhì)，提純工藝路線如下：

回答下列問題：
（1）濾渣的主要成分為

 

．
（2）實驗室進行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶用到的主要儀器有

 

酒精燈、玻璃棒等；蒸發(fā)過程中玻璃棒的作用是

 

．
（3）若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是

 

．
（4）請設計實驗方案驗證工業(yè)碳酸鈉中含有Na2SO4、NaCl雜質(zhì)．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）因工業(yè)碳酸鈉（鈍度約98%）中含有Mg²⁺，F(xiàn)e³⁺，Ca²⁺，所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃沉淀；
（2）根據(jù)實驗用到的儀器以及其發(fā)揮的作用來回答；
（3）分析“母液”中存在的離子，若參與循環(huán)，將使離子濃度增大，對工業(yè)生產(chǎn)中哪個環(huán)節(jié)有所影響；
（4）碳酸鈉可以和酸反應生成二氧化碳氣體；白色且不溶于硝酸的沉淀有硫酸鋇和氯化銀兩種，能和硝酸酸化的硝酸銀反應生成白色沉淀的是含有氯離子的化合物，據(jù)此進行鑒別．

解答： 解：（1）工業(yè)碳酸鈉（鈍度約98%）中含有Mg²⁺，F(xiàn)e³⁺，Ca²⁺，所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃沉淀，濾渣的主要成分為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃，
故答案為：Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃；
（2）進行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶用到的主要儀器有：蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等，蒸發(fā)過程中玻璃棒的作用是攪拌，防止溶液局部溫度較高，造成液滴或晶體飛濺．
故答案為：蒸發(fā)皿；攪拌，防止溶液局部溫度較高，造成液滴或晶體飛濺；
（3）根據(jù)流程圖內(nèi)容“母液”中存在氯離子和硫酸根離子，若參與循環(huán)，將使離子濃度增大，導致產(chǎn)品純度降低，故答案為：產(chǎn)品純度降低，因為循環(huán)使用時母液中Cl^-與SO₄^2-濃度增大，導致產(chǎn)品含有NaCl或Na₂SO₄雜質(zhì)；
（4）向待測溶液中加入Ba（NO₃）₂ 溶液至過量，生成的白色且不溶于硝酸的沉淀是硫酸鋇，證明含有硫酸鈉；
能和硝酸酸化的硝酸銀反應生成的白色沉淀一定是氯化銀，證明含有氯化鈉，
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟2：往步驟1所得溶液中滴加過量Ba（NO3）2溶液	有白色沉淀生成，說明工業(yè)碳酸鈉含有Na2SO4雜質(zhì)
步驟3：將步驟2溶液靜置，往上層澄清溶液中滴加 幾滴AgNO3溶液	有白色沉淀生成，說明工業(yè)碳酸鈉含有NaCl 雜質(zhì)

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點評：本題是一道綜合題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．