Question

某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱（Na₂CO₃）和其他副产品．
（一）有关资料：
原料岩盐水主要是含NaCl，此外还含有较多Na₂SO₄，以及少量CaCl₂和MgCl₂．上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表：

温度/℃		0	10	20	30	40
溶 解 度 /g	NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6
	Na2SO4	4.5	9.6	20.2	40.8	48.4
	CaCl2	59.5	65.0	74.5	100	116
	MgCl2	52.9	53.8	54.8	56.0	58.0

（1）10℃时，饱和Na₂SO₄溶液中溶质的质量分数是________（精确到0.1%）．
（二）生产工艺

经上述处理后得到主产品：工业纯碱，副产品：A晶体．
（2）“降温”的目的是析出副产品“A晶体”，A的化学式是_________；
（3）“操作I”名称是 _________
（4）“盐水精制Ⅱ”是除去盐水中的其他杂质．反应的化学方程式是：________、________
（三）工业纯碱中杂质的判断：已知：NH₄ClNH₃↑+HCl↑
实验步骤：
①取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后再称重，发现质量无变化；
②另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．
（5）由上述实验可确定纯碱样品含有杂质________（写化学式）

Answer 1

解：（1）由于在10℃时，硫酸钠的溶解度是9.6g，即在100克水中最多溶解9.6g硫酸钠，形成的饱和溶液中溶质的质量分数为：×100%=8.8%，故答案为：8.8%
（2）由于岩盐水主要含氯化钠，此外还含有较多硫酸钠，以及少量氯化钙和氯化镁，而且氯化钠的溶解度受温度的影响很小，而硫酸钠的溶解度随温度的降低明显减小，因此降温时析出的主要是Na₂SO₄，故答案为：Na₂SO₄；
（3）由于是把析出的晶体和溶液分开，因此应用过滤的方法，故答案为：过滤；
（4）经过盐水精致I的处理，盐水精致II中有氯化钙和过量的氢氧化钙，它们都能与碳酸钠反应，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓；
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；
（5）由题意可知，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀，此沉淀即AgCl，所以反应物中一定有氯离子，由题意可知，向该溶液中加入过量稀HNO₃反应物，并且样品完全溶于水，由此可以推断纯碱样品含有杂质NaCl，故答案为：NaCl；
故答案为：（1）8.8%；（2）Na₂SO₄；（3）过滤；（4）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=2NaOH+CaCO₃↓；CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；（5）NaCl；
分析：（1）根据固体的溶解度表可以：查出某种物质在一定温度下的溶解度，从而可以计算出在一定量的溶剂中最多溶解的溶质的质量及形成的饱和溶液中溶质的质量分数；
（2）根据固体的溶解度曲线可以判断出物质的溶解度随温度变化的变化情况，从而确定通过降温还是蒸发溶剂的方法使溶质从溶液中结晶析出．
（3）分离固液混合物用过滤的操作．
（4）根据钙离子的性质分析，加入碳酸钠溶液可以和钙离子反应生成碳酸钙沉淀而除去钙离子．书写方程式关键要根据书写要求进行解答．
（5）根据纯碱样品含有的杂质，可用反向思维方法，先确定白色沉淀，再推断杂质是什么进行分析．
点评：本题难度较大，主要考查了物质的分离操作和除去杂质的方法，要根据物质的性质选择适当的方法进行解答，书写化学方程式时一定要规范．培养学生对知识的应用和理解的能力．