Question

17．某工廠的廢水只含硫酸鎂和少量硫酸，課外活動(dòng)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?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(dāng)不再生成沉淀不再生成沉淀時(shí)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(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是（請(qǐng)簡(jiǎn)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(fā)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(dāng)觀察到鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)，說明加入鎂粉的量已經(jīng)足夠．②接下來的操作方法依次是過濾和蒸發(fā)．
（3）比較兩方案，假設(shè)實(shí)驗(yàn)中無損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量不同（填“相同”或“不同”），原因是鎂和稀硫酸反應(yīng)生成了硫酸鎂．
（4）請(qǐng)你繼續(xù)探究，設(shè)計(jì)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(xué)式）MgCO₃；該試劑發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水，硫酸鎂和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，氫氧化鎂和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和水；
鎂和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣；
碳酸鎂和稀硫酸反應(yīng)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(dāng)不再生成沉淀不再生成沉淀時(shí)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(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)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(fā)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(fā)得到硫酸鎂固體．
（2）①往廢棄水中逐次加入鎂粉，當(dāng)觀察到鎂粉有剩余，溶液中不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)，說明加入鎂粉的量已經(jīng)足夠；
②接下來的操作方法依次是過濾和蒸發(fā)，過濾可以除去鎂得到硫酸鎂溶液，蒸發(fā)可以得到硫酸鎂固體．
故填：鎂粉有剩余；過濾；蒸發(fā)．
（3）比較兩方案，假設(shè)實(shí)驗(yàn)中無損耗，那么，最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量不同，原因是鎂和稀硫酸反應(yīng)生成了硫酸鎂．
故填：不同；鎂和稀硫酸反應(yīng)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(yīng)生成硫酸鎂、水和二氧化碳，當(dāng)剛好不再產(chǎn)生氣泡時(shí)停止加碳酸鎂，蒸發(fā)即可得到硫酸鎂固體，碳酸鎂和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑．
故填：MgCO₃；MgCO₃+H₂SO₄═MgSO₄+H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．