Question

（8分）实验室可用NH₄HCO₃和NaCl为原料制备纯碱。请根据下表数据和实验步骤，回答下列问题： 30℃时几种盐的溶解度／g

NaCl	NH4HCO3	NaHCO3	NH4Cl	Na2SO4	（NH4）2SO4	CaCl2	MgCl2	CaSO4
36.3	27.0	11.1	41.4	40.8	78	51.7	26.2	0.165

制备纯碱的步骤如下：

① 配制50 mL约25％的粗食盐水溶液（密度近似为1 g／mL）。

② 精制食盐水（粗食盐中含有少量Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质），用盐酸将滤液的pH值调至7。

③ 加热食盐水，将溶液温度控制在30 ─ 35℃。

④ 在不断搅拌下，分次将研细的NH₄HCO₃加入食盐水中，加完料后，继续保温、 搅拌半小时。

⑤ 静置，趁热过滤，回收母液。晶体用蒸馏水洗涤两次。

⑥ 将晶体灼烧，得到纯碱。

（1）步骤①中，配制溶液的最后一步操作是                ；

（2）步骤②中，SO₄^2-是否需要加入某种试剂除去？    ，理由是             

（3）步骤④中所有操作的共同目的是              ；

（4）步骤⑤中晶体的洗涤液中主要含有的杂质阳离子是    ，在通常情况下，检验这种阳离子的实验操作为              。

 

Answer 1

【答案】

（1）用玻璃棒搅拌（1分）   

（2）不需要（1分）；除去Ca²⁺、Mg²⁺后， 在溶液所控制的温度下，可能存在的硫酸盐的溶解度比NaHCO₃大，且SO₄^2-含量少，过滤后会留在母液中（2分）

（3）使生成NaHCO₃的反应充分进行（1分）   

（4）NH₄⁺（1分）；取少量待检物放入试管里，加入NaOH溶液，加热，将润湿的红色石蕊试纸放在管口，观察试纸是否变蓝（2分）

【解析】（1）由于是配制50 mL约25％的粗食盐水溶液，所以不需要容量瓶，因此最后一步是用玻璃棒搅拌溶液。

（2）由于除去Ca²⁺、Mg²⁺后， 在溶液所控制的温度下，可能存在的硫酸盐的溶解度比NaHCO₃大，且SO₄^2-含量少，过滤后会留在母液中，所以不需要除去SO₄^2-。

（3）步骤④的目的是制取碳酸氢钠的，所以步骤④中所有操作的共同目的是使生成NaHCO₃的反应充分进行。

（4）溶液中的阳离子除了钠离子外，还主要含有NH₄⁺，所以洗涤液中主要含有的杂质阳离子是NH₄⁺。检验方法是取少量待检物放入试管里，加入NaOH溶液，加热，将润湿的红色石蕊试纸放在管口，观察试纸是否变蓝。