Question

硫酸钠是制造纸浆、染料稀释剂、医药品等的重要原料．某硫酸钠粗品中含有少量CaCl₂和MgCl₂，实验室进行提纯的流程如下：

回答下列问题：
（1）用NaOH和Na₂CO₃除杂时，反应的化学方程式分别为
    、    ．
（2）NaOH和Na₂CO₃如果添加过量了，可加入适量    溶液除去．
（3）“后续处理”的主要操作是蒸发，为了获得纯净的硫酸钠，应蒸发至    （填序号）．
A．完全蒸干时停止加热
B．快干时停止加热，利用余热蒸干
C．有大量固体析出时停止加热，过滤弃去剩余的少量溶液
（4）已知硫酸钠的溶解度随温度变化的曲线如图所示．

40℃时，100g蒸馏水中溶解    g硫酸钠达到饱和．将该饱和溶液升高温度至90℃，观察到的现象是    ．

Answer

（1）本题给出了除去杂质应选用的试剂，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠．
（2）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．
（3）在此蒸发过程中，不同于常规的蒸发操作，溶液中含有NaCl，要注意先加热后过滤．
（4）因为40℃时，硫酸钠的溶解度是50克，根据溶解度的定义，100克水中溶解50克硫酸钠恰好饱和．当由40℃升高到90℃时，硫酸钠的溶解度减小，溶解能力下降，所以有硫酸钠固体析出．
【解析】
（1）氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，故填：2NaOH+MgCl2═Mg（OH）2↓+2NaCl，
Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；
（2）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，二氧化碳以气体形式逸出，不带入任何其它杂质，所以，除去过量的氢氧化钠和碳酸钠时，可以用稀硫酸，故填：H2SO4；
（3）被加热的滤液中含有一定量的NaCl，故单纯的蒸发操作无法得到纯净的硫酸钠晶体，应该加热使大部分硫酸钠晶体析出，而此时溶液中主要为氯化钠，然后过滤除去滤液，从而的较纯净的硫酸钠晶体，故答案为：C；
（4）根据溶解度的定义以及溶解度受温度影响的关系可知．100克蒸馏水中溶解50克硫酸钠恰好饱和．根据硫酸钠的溶解的曲线可知，在0℃到40℃之间，硫酸钠的溶解度随温度的升高而增大，在40℃到90℃时，硫酸钠的溶解度随温度的升高而减小．饱和的硫酸钠溶液由40℃升高到90℃时，溶解能力下降，所以有硫酸钠固体析出．故填：50，有固体析出．