Question

6．目前國內(nèi)外使用的融雪劑一般有兩大類：一類是以醋酸鉀為主要成分的有機(jī)融雪劑；另一類是以“氯鹽”為主要成分的無機(jī)融雪劑，如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等，通稱“化冰鹽”．某研究性學(xué)習(xí)小組擬對融雪氯鹽（如圖稱為粗鹽）（主要含有氯化鈉及不溶性雜質(zhì)、Mg²⁺、Ca²⁺等）進(jìn)行回收提純研究．

化學(xué)式	CaCO3	CaSO3	CaC2O4	Mg（OH）2
Ksp	2.8×10-9	6.8×10-8	4.0×10-9	1.8×10-11

該小組設(shè)計(jì)流程如圖：
（1）加入混合液A的主要成分是NaOH、Na₂CO₃  （填化學(xué)式）．
（2）為檢驗(yàn)溶液B中的Mg²⁺、Ca²⁺，通常分別取少量溶液B于兩支試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
步驟一：檢驗(yàn)Mg²⁺，向其中一支試管中加入NaOH溶液（填化學(xué)式），看是否有沉淀生成．
步驟二：檢驗(yàn)Ca²⁺，向另一支試管中加入某溶液，看是否有沉淀生成．下列三種溶液，其沉淀效果最好的是A．
A．0.1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液
B．0.1mol•L^-1 Na₂SO₃溶液
C．0.1mol•L^-1 Na₂C₂O₄溶液
（3）在除雜過程中，向粗鹽懸濁液中加混合液A時需控制溶液pH=12以確保Mg²⁺除盡，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)計(jì)算，溶液B中Mg²⁺物質(zhì)的量濃度將被控制在1.8×10^-7mol•L^-1以下．
（4）對溶液B加熱并不斷滴加6mol•L^-1的鹽酸，同時用pH試紙檢測溶液，直至pH=2時停止加鹽酸，得到溶液C．該操作的目的是除去NaOH和Na₂CO₃．
（5）溶液C倒入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)并不斷攪拌，直到有大量固體析出時停止加熱．
（6）足量CaCO₃固體分別加入：①30mL水   ②10mL 0.2mol/LNa₂CO₃溶液   ③50mL 0.01mol/L氯化鈣溶液  ④100mL 0.01mol/L鹽酸中溶解至溶液飽和．
請確定各溶液中Ca²⁺的濃度由大到小的順序?yàn)椋孩邰堍佗冢?

Answer 1

分析 無機(jī)融雪劑氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂中的鎂離子可以用氫氧化鈉進(jìn)行檢驗(yàn)，氯化鈣可以用碳酸鈉來檢驗(yàn)，加入相應(yīng)的試劑后，可以得到氯化鈉的溶液；
（1）根據(jù)鎂離子和鈣離子的沉淀?xiàng)l件來選擇合適試劑；
（2）檢驗(yàn)溶液B中的Mg²⁺、Ca²⁺，根據(jù)沉淀看是否有沉淀來檢驗(yàn)；
（3）根據(jù)氫氧化鎂的Ksp=c（Mg²⁺）•c²（OH^-）來計(jì)算即可；
（4）根據(jù)除雜的原則：能和雜反應(yīng)同時不引進(jìn)雜質(zhì)離子，氫氧化鈉和碳酸鈉中的陰離子可以用氫離子來除去；
（6）CaCO₃在水中存在溶解平衡，根據(jù)選項(xiàng)中的物質(zhì)中的離子對碳酸鈣的溶解是促進(jìn)還是抑制來分析Ca²⁺的濃度．

解答 解：無機(jī)融雪劑氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂中的鎂離子可以用氫氧化鈉進(jìn)行檢驗(yàn)，氯化鈣可以用碳酸鈉來檢驗(yàn)，加入相應(yīng)的試劑后，可以得到氯化鈉的溶液；
（1）氯化鎂中的鎂離子可以用氫氧化鈉進(jìn)行檢驗(yàn)，氯化鈣可以用碳酸鈉來檢驗(yàn)，所以加入混合液A的主要成分是NaOH、Na₂CO₃，
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
（2）鎂離子與強(qiáng)堿反應(yīng)生成沉淀，可以用氫氧化鈉檢驗(yàn)鎂離子，根據(jù)沉淀的溶度積數(shù)值的大小，數(shù)值越小，說明將鈣離子沉淀需要的溶液的濃度越小，故效果最好的是碳酸鈉溶液，
故答案為：NaOH；A； 
（3）加熱能加快沉淀生成，根據(jù)氫氧化鎂的Ksp=[Mg²⁺][OH^-]²，所以[Mg²⁺]=$\frac{Ksp}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1{0}^{-4}}$=1.8×10^-7（ mol•L^-1），
故答案為：1.8×10^-7mol•L^-1；
（4）加熱并不斷滴加6mol•L^-1的鹽酸溶液，可以將溶液中多余的氫氧化鈉和碳酸鈉除去，
故答案為：除去NaOH和Na₂CO₃；
（6）①CaCO₃加入30mL水中，充分溶解至溶液飽和存在：CaCO₃（s）?Ca²⁺（aq ）+CO₃^2-（aq），則溶液中存在一定濃度的Ca²⁺，但濃度較��；
②將足量CaCO₃加入10mL 0.2mol/L Na₂CO₃溶液中，由于碳酸根離子的濃度較大，抑制碳酸鈣的溶解，則Ba²⁺的濃度很�。�
③將足量CaCO₃加入50mL 0.01mol/L氯化鈣溶液中，氯化鈣電離產(chǎn)生0.01mol/LCa²⁺，則Ca²⁺的濃度較大；
④將足量CaCO₃加入100mL0.01mol/L鹽酸中，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成0.005mol/LCa²⁺，則Ca²⁺的濃度較大；
所以Ca²⁺的濃度由大到小的順序?yàn)椋孩郏劲埽劲伲劲冢?br />故選③④①②，
故答案為：③④①②．

點(diǎn)評 本題是一道關(guān)于粗鹽的提純知識的綜合實(shí)驗(yàn)題，題目難度中等，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．