Question

14．Na₂SO₄是制造纸张、药品、染料稀释剂等的重要原料．某Na₂SO₄样品中含有少量CaCl₂和MgCl₂，实验室提纯Na₂SO₄的流程如图1所示

（1）加入Na₂CO₃溶液可除去的阳离子是Ca²⁺（填离子符号），其反应的化学方程式为：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl．若添加的NaOH溶液和Na₂CO₃溶液过量，可加入适量稀硫酸（填名称）除去．
（2）操作a的名称是过滤，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．
（3）溶液M中的溶质是Na₂SO₄和杂质NaCl，观察图2中溶解度曲线，则操作b是：先将溶液M蒸发浓缩，再降温结晶、过滤．降温结晶的最佳温度范围是30℃以下，因为Na₂SO₄溶解度30℃以下硫酸钠的溶解度受温度影响比氯化钠大．

Answer 1

分析 （1）根据本题给出的除去杂质选用的试剂，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，写出反应的化学方程式即可；如果氢氧化钠和碳酸钠过量，可加入适量的稀硫酸，稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，稀硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂的原则；
（2）根据分离的物质的特征及过滤操作所需的仪器进行分析解答；
（3）根据硫酸钠和氯化钠的溶解度曲线变化分析．

解答 解：（1）加入的碳酸钠钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，因此除去的是钙离子，反应的化学方程式分别为：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，没有带入新杂质；碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳气体，没有带入任何其它杂质；符合除杂的原则，故NaOH和Na₂CO₃如果添加过量了，可在过滤后向滤液中滴加稀硫酸除去；
（2）操作a得到的是固体和液体，因此是过滤，过滤需要烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台；
（3）由于硫酸钠的溶解度在30℃以下比氯化钠小，降温的过程中会析出大量的硫酸钠，所以操作b应为：先将溶液M蒸发浓缩，再降温结晶、过滤．降温结晶的最佳温度范围是30℃以下．
故答案为：（1）Ca²⁺，Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；稀硫酸；
（2）过滤；漏斗；
（3）30，在30℃以下硫酸钠的溶解度比氯化钠小，且硫酸钠的溶解度受温度影响比氯化钠大．

点评 本题综合性较强，抓住除杂质的必需条件（加入的试剂只与杂质反应，反应后不能引入新的杂质），掌握盐的化学性质、化学方程式的书写、过滤操作及降温结晶等是正确解答本题的关键．