Question

某研究小組設計如下工藝路線提純工業碳酸鈉。已知工業碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－、和SO42—等雜質。

 

Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質如下圖所示：

 

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

 

根據所給信息，回答下列問題：

(1)加入NaOH溶液時發生的離子方程式為___________________________。

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”的角度設想將“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_______________________________________

 

Answer 1

(1)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、MgCO3＋2OH－=Mg(OH)2＋CO32—、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(三個答出兩個即可)　 ×1021或2.125×1021

(2)高于36 ℃

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

【解析】(1)工業碳酸鈉中含有的Mg2＋、Fe3＋都可以與OH－反應。當溶液pH＝8時，

c(OH－)＝10－6 mol·L－1，

 

(2)“趁熱過濾”得到的物質是Na2CO3·H2O，溫度應控制在高于36 ℃。

(3)“母液”中含有Cl－和SO42—，若循環使用，則溶液c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得產物Na2CO3混有雜質。