Question

4．某工厂的废渣中含NaCl、Mg （ OH）₂、CaCO₃、BaCO₃等，为实现变废为宝，设计了以下工艺流程制备七水硫酸镁．
在废渣中加入过量的稀硫酸，控制 pH为5.0，温度在52℃左右，用搅拌器持续搅拌．
（1）搅拌的作用是为使反应充分进行，其化学原理为使Mg（OH）₂、BaCO₃转化为硫酸盐，且搅拌过程中CO₂不断逸出，使平衡CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂CO₃右移；
（2）经过分析，过滤所得滤液中含有的离子的主要为 Na⁺、Mg²⁺、H⁺、SO₄^2-、Cl^-，为了除去H⁺，最好加入适量的MgO、MgCO₃或Mg（OH）₂ （填化学式）．
（3）蒸发浓缩器的溶液中主要含有氯化钠和硫酸镁，通入高温水蒸汽并控制温度在100～110℃，蒸发浓缩结晶，此时析出的晶体主要是氯化钠，说明此温度下硫酸镁的溶解度比氯化钠大 （“大”或“小”）． 结晶槽中硫酸镁结晶的方法为冷却结晶．
（4）为了检验所得 MgSO₄•7H₂O 是否纯净，具体的操作为用洗净的铂丝蘸取洗净槽中的最后清液，在酒精灯上灼烧，如果显黄色，则所得MgSO₄•7H₂O不纯净，如果不显黄色，则所得MgSO₄•7H₂O纯净．

Answer 1

分析 某工厂的废渣中含NaCl、Mg （ OH）₂、CaCO₃、BaCO₃等，加入过量的稀硫酸溶解NaCl、Mg（OH）₂、CaCO₃溶于硫酸生成硫酸钙和硫酸镁，过滤后得滤渣为BaSO₄、SiO₂，对滤液进行蒸发浓缩，使部分氯化钠析出，过滤后将滤液冷却结晶使硫酸镁晶体析出，再经过滤、洗涤、干燥可得MgSO₄•7H₂O，
（1）实验过程中搅拌可使二氧碳析出，促使碳酸钙转化为硫酸钙；
（2）除去滤液中含有H⁺，要不引入新的杂质，据此选择；
（3）根据溶液中溶解度小的物质先析出判断，因为硫酸镁晶体中含有结晶水，所以要从溶液中获得硫酸镁晶体可以用降温结晶的方法；
（4）所得 MgSO₄•7H₂O 如果不纯，可能含有的杂质为氯化钠，所以可以通过检验钠离子的方法判断MgSO₄•7H₂O 是否纯净．

解答 解：（1）在废渣中加入过量的稀硫酸，发生反应CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂CO₃，搅拌可使 Mg（OH）₂、BaCO₃转化为硫酸盐，且搅拌过程中CO₂不断逸出，使平衡CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂CO₃右移，
故答案为：使 Mg（OH）₂、BaCO₃转化为硫酸盐，且搅拌过程中CO₂不断逸出，使平衡CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂CO₃右移；
（2）除去滤液中含有H⁺，要不引入新的杂质，所以可以加入MgO、MgCO₃或Mg（OH）₂，
故答案为：MgO、MgCO₃或Mg（OH）₂；
（3）根据溶液中溶解度小的物质先析出，所以此温度下硫酸镁的溶解度比氯化钠大，因为硫酸镁晶体中含有结晶水，所以要从溶液中获得硫酸镁晶体可以用冷却结晶的方法，
故答案为：大；冷却结晶；
（4）所得 MgSO₄•7H₂O 如果不纯，可能含有的杂质为氯化钠，所以可以通过检验钠离子的方法判断MgSO₄•7H₂O 是否纯净，其操作为用洗净的铂丝蘸取洗净槽中的最后清液，在酒精灯上灼烧，如果显黄色，则所得MgSO₄•7H₂O不纯净，如果不显黄色，则所得MgSO₄•7H₂O纯净，
故答案为：用洗净的铂丝蘸取洗净槽中的最后清液，在酒精灯上灼烧，如果显黄色，则所得MgSO₄•7H₂O不纯净，如果不显黄色，则所得MgSO₄•7H₂O纯净．

点评 本题考查物质的制备实验，是一道物质的分离和提纯的方法和基本操作的综合应用题，充分考查学生的分析、理解能力，难度中等．