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(xiàn)如下：

回答下列問(wèn)題：
（1）濾渣的主要成分為

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(guò)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(wèn)題及其原因是

 

．
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證工業(yè)碳酸鈉中含有Na2SO4、NaCl雜質(zhì)．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(guò)量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃沉淀；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)用到的儀器以及其發(fā)揮的作用來(lái)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(duì)工業(yè)生產(chǎn)中哪個(gè)環(huán)節(jié)有所影響；
（4）碳酸鈉可以和酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；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(yīng)生成白色沉淀的是含有氯離子的化合物，據(jù)此進(jìn)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(guò)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(jìn)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(guò)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(dǎo)致產(chǎn)品純度降低，故答案為：產(chǎn)品純度降低，因?yàn)檠�環(huán)使用時(shí)母液中Cl^-與SO₄^2-濃度增大，導(dǎo)致產(chǎn)品含有NaCl或Na₂SO₄雜質(zhì)；
（4）向待測(cè)溶液中加入Ba（NO₃）₂ 溶液至過(guò)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(yīng)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(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟2：往步驟1所得溶液中滴加過(guò)量Ba（NO3）2溶液	有白色沉淀生成，說(shuō)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(shuō)明工業(yè)碳酸鈉含有NaCl 雜質(zhì)

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點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合題，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，綜合性強(qiáng)，難度大．