Question

粗盐提纯的研究．
【有关资料】

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

某研究性学习小组对粗盐的提纯和检验进行研究，并提出一些新的方案．已知该粗盐样品中主要含有不溶性杂质、Mg²⁺、Ca²⁺等（忽略SO₄^2-的存在），该小组设计流程如下：

【设计除杂过程】
（1）操作①中需要使用的玻璃仪器有______、______．操作②的名称为______，若在操作②结束后发现溶液B略有浑浊，应采取的措施是______．
（2）混合液A的主要成分是______．（填化学式）
【检验除杂效果】
（3）为检验溶液B中Mg²⁺、Ca²⁺是否除尽，通常分别取少量溶液B于两支试管中，进行如下实验：
步骤一：检验Mg²⁺是否除尽．向其中一支试管中加入______溶液（填化学式），看是否有沉淀生成．
步骤二：检验Ca²⁺是否除尽．向另一支试管中加入某溶液，看是否有沉淀生成．效果最好的是______（填字母）．
A、Na₂CO₃　　　 B、Na₂SO₃　　　　C、Na₂C₂O₄
【获取纯净食盐】
（4）对溶液B加热并不断滴加6mol?L^-1的盐酸溶液，同时用pH试纸检测溶液，直至pH=5时停止加盐酸，得到溶液C．该操作的目的是______．
（5）将溶液C倒入______（填仪器名称）中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到______时（填现象），停止加热．
【问题讨论】
（6）在除杂过程中，向粗盐悬浊液中加混合液A时需要加热，目的是______，该操作中控制溶液pH=12可确保Mg²⁺除尽，根据提供的数据计算，溶液B中Mg²⁺物质的量浓度将被控制在______以下．

Answer 1

解：（1）溶解固体物质时，烧杯用来溶解物质，需要玻璃棒不断地搅拌，分离固体和液体要用过滤操作，如果过滤后的溶液仍略有浑浊，需更换过滤器，再过滤，故答案为：烧杯和玻璃棒；过滤；换过滤器并重新进行过滤操作；
（2）除去粗盐样品中的Mg²⁺、Ca²⁺杂质，要用NaOH、Na₂CO₃，故答案为：NaOH、Na₂CO₃；
（3）镁离子与强碱反应生成沉淀，可以用氢氧化钠检验镁离子，根据沉淀的溶度积数值的大小，数值越小，说明将钙离子沉淀需要的溶液的浓度越小，故效果最好的是草酸钠溶液，故答案为：NaOH；C；
（4）加热并不断滴加6mol?L^-1的盐酸溶液，可以将溶液中多余的氢氧化钠和碳酸钠除去，故答案为：除去NaOH和Na₂CO₃；
（5）溶液的蒸发结晶在蒸发皿中进行，蒸发皿中有大量固体析出时，即停止加热，否则会把物质烧焦，故答案为：蒸发皿；蒸发皿中有大量固体析出；
（6）加热能加快沉淀生成，根据氢氧化镁的Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²，所以[Mg²⁺]===5.61×10^-8（ mol?L^-1），故答案为：加快沉淀生成；5.61×10^-8mol?L^-1．
分析：（1）溶解固体物质需要的玻璃仪器是烧杯和玻璃棒，分离固体和液体要用过滤操作；
（2）除去镁离子和钙离子的方法是将其转化为沉淀；
（3）镁离子的特征反应是：与强碱反应生成沉淀
（4）氢氧化钠以及碳酸钠能和盐酸发生反应；
（5）溶液的蒸发结晶在蒸发皿中进行，不要将溶液蒸干才停止；
（6）加热能加速化学反应的进行，根据沉淀的溶度积Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²来计算．
点评：本题是一道关于粗盐的提纯知识的综合实验题，难度较大，考查学生分析和解决问题的能力．