Question

通過晾曬海水或煮鹽井水、鹽湖水等，可以蒸發除去水分得到粗鹽。粗鹽中含有難溶性雜質（泥沙等）和多種可溶性雜質（氯化鎂、氯化鈣等）。
[提出問題]如何才能將粗鹽中難溶性雜質和可溶性雜質（氯化鎂、氯化鈣）除去，從而獲得較純的食鹽晶體？
[資料準備]

20℃時，一些物質的溶解度
	OH-	CO32-
Na+	溶	溶
Ca2+	微	不
Mg2+	不	微

 [實驗方案]某同學為了提純粗鹽，設計了如下實驗方案并進行實驗。

[交流與表達]
（1）實驗步驟①和②的目的是            ；實驗步驟③和④的目的是              。
（2）實驗操作X的名稱是      ，該操作中要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和     。
（3）實驗步驟③的主要目的是                                （用化學方程式回答）；判斷氫氧化鈉溶液已過量的方法是                                               。
（4）實驗步驟④中生成的沉淀D是                 。
（5）實驗步驟⑤用蒸發溶劑的方法而不用降低溶液溫度的方法獲取食鹽晶體，原因是                ；在蒸發食鹽溶液的過程中要使用玻璃棒，作用是                 。
[反思與評價]
（6）有同學認為只需要用氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液中任意一種試劑就能將兩種可溶性雜質出去，你認為這種方法         （選填“可行”或“不可行”），理由是                                               。
（7）有同學認為原實驗方案不完善，做出這種評價的依據是                       。
[實驗方案設計]
（8）為了完善原實驗發難，你設計的實驗是                                            （僅寫出補充部分的實驗操作和現象）

Answer 1

（1）除去粗鹽中的難溶性雜質（1分）
除去粗鹽中的易溶性雜質CaCl₂、MgCl₂（1分）
（2）過濾（1分）     漏斗（1分）
（3）MgCl₂+2NaOH====Mg(OH)₂↓+2NaCl（1分） 不再繼續產生沉淀
（4）碳酸鈣（或CaCO₃）（1分）
（5）氯化鈉的溶解度收溫度影響較小（1分）
攪拌溶液，避免因局部過熱，造成液滴飛濺（1分）
（6）不可行（1分）          MgCO₃、Ca(OH)₂均為微溶物，只用任意一種試劑就會有一種雜質生成微溶物而不能全部除去（1分）
（7）在除去MgCl₂和CaCl₂的同時，又引入了新的雜質NaOH和Na₂CO₃（或在除去Ca²⁺和Mg²⁺的同時又引入了新的雜質離子OH^—和CO₃^2—）（1分）
（8）向溶液C中逐滴加入稀鹽酸至不再產生氣泡為止（1分）

（1）渾濁液體經操作X分成了固體和液體，即操作X應該是將固體和液體進行分離的方法。所以操作X為過濾。過濾除去的是不溶于水的固體，因此實驗步驟①和②是將粗鹽中的不溶于水的固體除去。
粗鹽中含有不溶性雜質和可溶性雜質（氯化鎂、氯化鈣）。實驗步驟①和②是將粗鹽中的不溶于水的固體（泥沙）除去。實驗最后得到的是食鹽晶體，所以實驗步驟③和④除去的是粗鹽中的可溶性雜質氯化鎂、氯化鈣。
（2）過濾操作中要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗。
（3）氫氧化鈉可與氯化鎂、氯化鈣中的氯化鎂反應，生成氫氧化鎂和氯化鈉。反應的化學方程式為：MgCl₂+2NaOH====Mg(OH)₂↓+2NaCl
隨著氫氧化鈉的加入，會逐漸產生Mg(OH)2沉淀。當二者恰好完全反應時，氯化鎂被完全除去。再加入氫氧化鈉也不會產生沉淀。所以當不再繼續產生沉淀時說明氫氧化鈉已經過量。
（4）實驗步驟④加入的碳酸鈉會與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉。
（5）氯化鈉的溶解度受溫度影響較小，不適合用降溫結晶的方法。可用蒸發溶劑的方法得到氯化鈉晶體。在蒸發食鹽溶液的過程中，用玻璃棒攪拌是為了通過攪拌使溶液受熱均勻，防止因局部液體過熱造成液體向外濺出。
（6）如只使用碳酸鈉溶液，則氯化鎂會與之反應生成MgCO₃。
只使用氫氧化鈉溶液，則氯化鈣會與之反應生成Ca(OH)₂。
MgCO₃、Ca(OH)₂均為微溶物，無法全部除去，所以此方案不可行。
（7）因為步驟③和④分別使用了過量的氫氧化鈉和碳酸鈉，即二者有剩余，成為氯化鈉中新的雜質。
（8）氫氧化鈉和碳酸鈉都可與鹽酸反應生成氯化鈉，所以為了除去溶液中存在的剩余的氫氧化鈉和碳酸鈉可加入適量的稀鹽酸。當逐滴加入稀鹽酸至不再產生氣泡或溶液PH值為7時，兩種雜質完全除去。
點評：本題綜合性較強，結合粗鹽的提純考查了發生在酸堿鹽之間的復分解反應。要求在推理實驗過程時要細致認真。