Question

Na₂SO₄是制造紙張、藥品、染料稀釋劑等的重要原料．某Na₂SO₄樣品中含有少量CaCl₂和MgCl₂，實(shí)驗(yàn)室提純Na₂SO₄的流程如圖1所示

（1）加入Na₂CO₃溶液可除去的陽(yáng)離子是　　　　　　（填離子符號(hào)），其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：　　　　　　．若添加的NaOH溶液和Na₂CO₃溶液過(guò)量，可加入適量　　　　　　（填名稱(chēng)）除去．

（2）操作a的名稱(chēng)是　　　　　　，該操作中需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、　　　　　　．

（3）溶液M中的溶質(zhì)是Na₂SO₄和雜質(zhì)NaCl，觀察圖2中溶解度曲線(xiàn)，則操作b是：先將溶液M蒸發(fā)濃縮，再降溫結(jié)晶、過(guò)濾．降溫結(jié)晶的最佳溫度范圍是　　　　　　℃以下，因?yàn)镹a₂SO₄溶解度　　　　　　．

Answer 1

考點(diǎn)：

物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備；過(guò)濾的原理、方法及其應(yīng)用；固體溶解度曲線(xiàn)及其作用；鹽的化學(xué)性質(zhì)；書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式．

專(zhuān)題：

物質(zhì)的制備．

分析：

（1）根據(jù)本題給出的除去雜質(zhì)選用的試劑，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；

如果氫氧化鈉和碳酸鈉過(guò)量，可加入適量的稀硫酸，稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，符合除雜的原則；

（2）根據(jù)分離的物質(zhì)的特征及過(guò)濾操作所需的儀器進(jìn)行分析解答；

（3）根據(jù)硫酸鈉和氯化鈉的溶解度曲線(xiàn)變化分析．

解答：

解：（1）加入的碳酸鈉鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，因此除去的是鈣離子，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；

稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，沒(méi)有帶入新雜質(zhì)；碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳?xì)怏w，沒(méi)有帶入任何其它雜質(zhì)；符合除雜的原則，故NaOH和Na₂CO₃如果添加過(guò)量了，可在過(guò)濾后向?yàn)V液中滴加稀硫酸除去；

（2）操作a得到的是固體和液體，因此是過(guò)濾，過(guò)濾需要燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái)；

（3）由于硫酸鈉的溶解度在30℃以下比氯化鈉小，降溫的過(guò)程中會(huì)析出大量的硫酸鈉，所以操作b應(yīng)為：先將溶液M蒸發(fā)濃縮，再降溫結(jié)晶、過(guò)濾．降溫結(jié)晶的最佳溫度范圍是30℃以下．

故答案為：（1）Ca²⁺，Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；稀硫酸；

（2）漏斗；

（3）30，在30℃以下硫酸鈉的溶解度比氯化鈉小，且硫酸鈉的溶解度受溫度影響比氯化鈉大．

點(diǎn)評(píng)：

本題綜合性較強(qiáng)，抓住除雜質(zhì)的必需條件（加入的試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)后不能引入新的雜質(zhì)），掌握鹽的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、過(guò)濾操作及降溫結(jié)晶等是正確解答本題的關(guān)鍵．