Question

（12分）碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業的重要原料。工業碳酸鈉（純度約98％）中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^—和SO等雜質，提純工藝路線如下：已知碳酸鈉的溶解度（S）隨溫度變化的曲線如下圖所示。

回答下列問題：

（1）濾渣的主要成分為　　　　　　　。

（2）“趁熱過濾”的原因是　　　　　　　。

（3）若“母液”循環使用，可能出現的問題及其原因是　　　　            　　　。

（4）已知：Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)    ΔH₁=+532.36 kJ·mol^-1

          Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)+9H­₂O(g)  ΔH₁=+473.63kJ·mol^-1

寫出Na₂CO₃·H₂O脫水反應的熱化學方程式　　                        　　　　　。

 

Answer 1

（1）濾渣的主要成分為Mg(OH)₂、Fe（OH）₃、CaCO₃。

（2）“趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為Na₂CO₃·H₂O，防止因溫度過低而析出Na₂CO₃·10H₂0晶體，令后續的加熱脫水耗時長。

（3）問題：溶解時有大量沉淀生成，使Na₂CO₃損耗且產物Na₂CO₃混有雜質；

原因：“母液”中，含有的離子有Ca²⁺，Na⁺，Cl^-，SO₄^2-，OH^-，CO₃^2-，當多次循環后，使用離子濃度不斷增大，溶解時會生成CaSO₄，Ca（OH）₂，CaCO₃等沉淀。

（4）Na₂CO₃·H₂O（S）==== Na₂CO₃（s） + H₂O（g）&8710;H= +58.73kJ/mol

解析: