题目内容
某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸,课外活动小组以此作为课题,探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体.他们设计了两种不同的方案,请你参加讨论:
(1)方案一,选用镁粉为试剂.
①往废水中逐次加入镁粉,当观察到________时,说明加入镁粉的量已经足够.此过程发生反应的化学方程式是________;
②接下来的操作方法依次是________和________.
(2)方案二,选用氢氧化钠溶液为试剂.
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液,当________时,停止滴入氢氧化钠溶液.此过程发生反应的化学方程式是:________;
②为了得到纯净的硫酸镁溶液,接着应进行的实验操作是(请简要写出操作过程)________;
③……,得到硫酸镁固体.
(3)比较两个方案,假设实验中都没有损耗,那么,最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同?________,原因是________.
(4)请你继续探究,设计新的方案(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类别):
你选用的一种试剂是(写化学式)________;
该试剂发生反应的化学方程式是________.
解析:
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答案:(1)①镁粉有剩余,溶液中不再有气泡产生,Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;②过滤,蒸发; (2)①不再生成沉淀,H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4;②过滤,取出沉淀,加入稀硫酸,至沉淀恰好完全溶解; (3)不同,方案一中加入了镁粉,增加了硫酸镁的质量; (4)MgO,MgO+H2SO4=MgSO4+H2O(其他合理的答案均可给分) 分析:(1)方案一,是通过置换反应:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,向混合液中加入过量的镁粉,观察到镁粉有剩余,溶液中不再有气泡产生时,证明反应已经完成.接着将反应后过量的镁粉进行过滤,最后蒸发得到纯净的硫酸镁固体. (2)方案二,是选用沉淀法:在混合液中逐滴加入氢氧化钠溶液,H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4.注意反应的完整性,观察到溶液中不再有沉淀生成,证明反应已经完成,停止滴入氢氧化钠溶液,这时发生了两个化学反应,使混合液中的硫酸镁以氢氧化镁的沉淀形式分离出去.为了得到纯净的硫酸镁溶液,接着应过滤,取出氢氧化镁沉淀,加入稀硫酸,至沉淀恰好完全溶解. (3)比较、评价方案是对实验分析能力的考查.假设实验中都没有损耗,最后得到的硫酸镁固体质量就与反应过程中有无增减质量有关. 方案一 反应过程中加入了镁粉,所以硫酸镁质量有增加. 方案二 反应过程中硫酸镁质量没有增减. (4)设计新的实验方案考查了学生对酸碱盐知识的灵活运用,综合能力较强. ①加入MgO,MgO+H2SO4=MgSO4+H2O ②加入MgCO3,MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑ ③加入Mg(OH)2,Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O ④加入BaCO3,BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑ |