Question

某工厂的废水只含有硫酸镁和少量硫酸，某课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收较纯净的硫酸镁固体．他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：
（1）方案一，选用镁粉为试剂．
①往废水中逐次加入镁粉，当观察到______时，说明加入的镁粉已经足够．此过程发生反应的化学方程式为______．
②然后进行过滤、蒸发，得到硫酸镁固体．
（2）方案二，选用氢氧化钠溶液和稀硫酸为试剂．
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当观察到______时，停止滴加氢氧化钠溶液．此过程发生反应的化学方程式为：MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓．
②为了得到较纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是______（请简要写出操作过程及对应的实验现象．）
③蒸发，得到硫酸镁固体．
（3）比较两个方案，假设实验中都没有物质损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同？______，原因是______．

Answer 1

解：（1）当加入的镁足量时，才能把稀硫酸完全除去．再通过过滤除去过量的镁，通过蒸发得到纯净的硫酸镁固体，镁能与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
（2）①氢氧化钠溶液和硫酸反应生成硫酸钠和水，和硫酸镁生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，所以向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当观察到不再生成沉淀
时，停止滴加氢氧化钠溶液．此过程发生反应的化学方程式为：MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓；
②氢氧化镁难溶于水，所以先进行过滤，然后向沉淀中滴加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解就可得到较纯净的硫酸镁溶液．
（3）由于方案一中加入了镁粉，增加了硫酸镁的质量，所以最后得到的硫酸镁固体的质量不相同．
故答案为：（1）①镁粉有剩余，溶液中不再有气泡产生；Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
（2）①不再生成沉淀；
②过滤，向沉淀中滴加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解；
（3）不同；方案一中加入了镁粉，增加了硫酸镁的质量．
分析：可选择适合的化学试剂把稀硫酸除去，同时不能带入新的杂质．再通过过滤除去不溶性物质，通过蒸发操作，把水蒸发，从而得到纯净的硫酸镁固体．
点评：本题主要考查混合物分离时应如何选择化学试剂，如何进行操作以及正确书写化学方程式等内容，可以依据物质的性质进行．