Question

【題目】已知：Ⅰ．碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示：

Ⅱ、25℃時(shí)有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：

物質(zhì)	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

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

（1）加入NaOH溶液時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為__________________；

（2）向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時(shí)，c（Mg2+）：c（Fe3+）= ___________；

（3）“母液”中除了含有Na+、CO32-外，還含有_________等離子。

（4）有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進(jìn)行循環(huán)使用。請(qǐng)你分析實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行_________（填“可行”或“不可行”），并說(shuō)明理由__________________；

（5）已知：Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJmol-1

Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)+9H2O(g) △H=+473.63kJmol-1

寫(xiě)出Na2CO3H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________________；

Answer 1

【答案】（1）Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ MgCO3+2OH-=Mg(OH)2↓+CO32- （2） 2.125×1021 （3）Cl- 、SO42-

（4）不可行 若“母液”循環(huán)使用，則溶液c（Cl-）和c（SO42-）增大，最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)（5）Na2CO3H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）碳酸鈉中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除雜”中加入過(guò)量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀，濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3，發(fā)生的發(fā)應(yīng)有：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，MgCO3+2OH-=Mg(OH)2↓+CO32-；(2) 根據(jù)氫氧化鎂和氫氧化鐵的溶解平衡以及溶度積表達(dá)式，則當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時(shí)，c(Mg2+)=Ksp/[OH]2=5.61×1012/10125.61mol/L，c（Fe3+）= Ksp/[OH]3=2.64×1039/1018=2.64×10-21mol/L，所以 c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2.64×10-21=2.125×1021；（3）原混合物中的Cl-和SO42-一直存在于 “母液”，故除了含有Na+、CO32-外，還含有Cl-和SO42-；（4）若“母液”循環(huán)使用，則溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大，最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)，這樣不符合該提純工藝；（5）通過(guò)觀察兩個(gè)熱化學(xué)方程式，利用蓋斯定律，可將兩式相減得到Na2CO3H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g），即Na2CO3H2O（S）═Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ/mol。