Question

17．某工廠的廢水只含硫酸鎂和少量硫酸，課外活動小組以此作為課題，探討如何從中回收純凈的硫酸鎂固體．他們設計了兩種不同的方案，請你參加討論：
（1）方案一，選用氫氧化鈉溶液為試劑選．
①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當不再生成沉淀不再生成沉淀時停止滴入氫氧化鈉溶液．②為了得到純凈的硫酸鎂溶液，接著應進行的實驗操作是（請簡要寫出操作過程）過濾，洗滌沉淀后，置于試管中，加入稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解，蒸發得到硫酸鎂固體；
（2）方案二，用鎂粉為試劑．
①往廢棄水中逐次加入鎂粉，當觀察到鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產生時，說明加入鎂粉的量已經足夠．②接下來的操作方法依次是過濾和蒸發．
（3）比較兩方案，假設實驗中無損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質量不同（填“相同”或“不同”），原因是鎂和稀硫酸反應生成了硫酸鎂．
（4）請你繼續探究，設計新的方案（使用的試劑必須是與鎂粉和氫氧化鈉屬于不同類別）：你選用的一種試劑是（寫化學式）MgCO₃；該試劑發生反應的化學方程式是MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 稀硫酸和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水，硫酸鎂和氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，氫氧化鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂和水；
鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣；
碳酸鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂、水和二氧化碳．

解答 解：（1）①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液，當不再生成沉淀不再生成沉淀時停止滴入氫氧化鈉溶液；
②為了得到純凈的硫酸鎂溶液，接著應進行的實驗操作是：過濾，洗滌沉淀后，置于試管中，加入稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解，蒸發得到硫酸鎂固體．
故填：過濾，洗滌沉淀后，置于試管中，加入稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解，蒸發得到硫酸鎂固體．
（2）①往廢棄水中逐次加入鎂粉，當觀察到鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產生時，說明加入鎂粉的量已經足夠；
②接下來的操作方法依次是過濾和蒸發，過濾可以除去鎂得到硫酸鎂溶液，蒸發可以得到硫酸鎂固體．
故填：鎂粉有剩余；過濾；蒸發．
（3）比較兩方案，假設實驗中無損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質量不同，原因是鎂和稀硫酸反應生成了硫酸鎂．
故填：不同；鎂和稀硫酸反應生成了硫酸鎂．
（4）可以選用的一種試劑是MgCO₃，碳酸鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂、水和二氧化碳，當剛好不再產生氣泡時停止加碳酸鎂，蒸發即可得到硫酸鎂固體，碳酸鎂和稀硫酸發生反應的化學方程式是：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑．
故填：MgCO₃；MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．