Question

某工廠的廢水只含有硫酸鎂和少量硫酸，某課外活動(dòng)小組以此作為課題，探討如何從中回收較純凈的硫酸鎂固體．他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種不同的方案，請(qǐng)你參加討論：
（1）方案一，選用鎂粉為試劑．
①往廢水中逐次加入鎂粉，當(dāng)觀察到______時(shí)，說明加入的鎂粉已經(jīng)足夠．此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
②然后進(jìn)行過濾、蒸發(fā)，得到硫酸鎂固體．
（2）方案二，選用氫氧化鈉溶液和稀硫酸為試劑．
①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當(dāng)觀察到______時(shí)，停止滴加氫氧化鈉溶液．此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓．
②為了得到較純凈的硫酸鎂溶液，接著應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是______（請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出操作過程及對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．）
③蒸發(fā)，得到硫酸鎂固體．
（3）比較兩個(gè)方案，假設(shè)實(shí)驗(yàn)中都沒有物質(zhì)損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量是否相同？______，原因是______．

Answer 1

解：（1）當(dāng)加入的鎂足量時(shí)，才能把稀硫酸完全除去．再通過過濾除去過量的鎂，通過蒸發(fā)得到純凈的硫酸鎂固體，鎂能與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
（2）①氫氧化鈉溶液和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，和硫酸鎂生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，所以向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當(dāng)觀察到不再生成沉淀
時(shí)，停止滴加氫氧化鈉溶液．此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓；
②氫氧化鎂難溶于水，所以先進(jìn)行過濾，然后向沉淀中滴加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解就可得到較純凈的硫酸鎂溶液．
（3）由于方案一中加入了鎂粉，增加了硫酸鎂的質(zhì)量，所以最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量不相同．
故答案為：（1）①鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產(chǎn)生；Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
（2）①不再生成沉淀；
②過濾，向沉淀中滴加稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解；
（3）不同；方案一中加入了鎂粉，增加了硫酸鎂的質(zhì)量．
分析：可選擇適合的化學(xué)試劑把稀硫酸除去，同時(shí)不能帶入新的雜質(zhì)．再通過過濾除去不溶性物質(zhì)，通過蒸發(fā)操作，把水蒸發(fā)，從而得到純凈的硫酸鎂固體．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查混合物分離時(shí)應(yīng)如何選擇化學(xué)試劑，如何進(jìn)行操作以及正確書寫化學(xué)方程式等內(nèi)容，可以依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行．