问题 填空题

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO42-等杂质,提纯工艺线路如下:

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:

Ⅱ.有关物质的溶度积如下:

物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3
Ksp4.96×10-96.82×10-64.68×10-65.61×10-122.64×10-39
 

回答下列问题:

(1)加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式为:_____________________________________。

向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2):c(Fe3)=________。

(2)“趁热过滤”时的温度应控制在________。

(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行________,并说明理由________________________________________。

(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

写出NaCO3·H2O脱水反应的热化学方程式________________________________________。

答案

(1)Fe3+3OH=Fe(OH)3↓、MgCO3+2OH=Mg(OH)2+CO32-、Mg2+2OH=Mg(OH)↓(三个答对两个即可) 2.125×1021

(2)高于36 ℃

(3)不可行 若“母液”循环使用,则溶液中c(Cl)和c(SO42-)增大,最后所得产物Na2CO3中混有杂质

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

(1)根据表中数据,结合题意可知加入NaOH溶液时Mg2、Fe3分别与OH结合生成沉淀Mg(OH)2和Fe(OH)3。(2)温度越高碳酸钠晶体的溶解度越大,为了减少碳酸钠的损失,故应趁热过滤,根据题中所给数据,在温度高于36 ℃析出晶体最少。(3)“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用时,会造成Cl和SO42-等离子的富集,使所得产品中含有杂质。

(4)将两个已知的热化学方程式按顺序编号为①②,根据盖斯定律①-②得Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH=+58.73 kJ·mol-1

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题