Question

工業碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO42-等雜質，提純工藝線路如下：

Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質如圖所示：

Ⅱ.有關物質的溶度積如下：

物質	CaCO3	MgCO3	Ca(OH)2	Mg(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	4.96×10－9	6.82×10－6	4.68×10－6	5.61×10－12	2.64×10－39

 

回答下列問題：

(1)加入NaOH溶液時發生反應的離子方程式為：_____________________________________。

向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，當兩種沉淀共存且溶液的pH＝8時，c(Mg2＋)：c(Fe3＋)＝________。

(2)“趁熱過濾”時的溫度應控制在________。

(3)有人從“綠色化學”角度設想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環使用。請你分析實際工業生產中是否可行________，并說明理由________________________________________。

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

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

寫出NaCO3·H2O脫水反應的熱化學方程式________________________________________。

 

Answer 1

(1)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、MgCO3＋2OH－=Mg(OH)2＋CO32-、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)↓(三個答對兩個即可)　2.125×1021

(2)高于36 ℃

(3)不可行　若“母液”循環使用，則溶液中c(Cl－)和c(SO42-)增大，最后所得產物Na2CO3中混有雜質

(4)Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)＋H2O(g)ΔH＝＋58.73 kJ·mol－1

【解析】(1)根據表中數據，結合題意可知加入NaOH溶液時Mg2＋、Fe3＋分別與OH－結合生成沉淀Mg(OH)2和Fe(OH)3。(2)溫度越高碳酸鈉晶體的溶解度越大，為了減少碳酸鈉的損失，故應趁熱過濾，根據題中所給數據，在溫度高于36 ℃析出晶體最少。(3)“母液”沿流程中虛線所示進行循環使用時，會造成Cl－和SO42-等離子的富集，使所得產品中含有雜質。

(4)將兩個已知的熱化學方程式按順序編號為①②，根據蓋斯定律①－②得Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋58.73 kJ·mol－1。