题目内容

某研究小组设计如下工艺路线提纯工业碳酸钠。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－、和SO42—等杂质。

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：

Ⅱ.有关物质的溶度积如下：
物质
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
 
根据所给信息，回答下列问题：
(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为___________________________。
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”的角度设想将“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_______________________________________
(1)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、MgCO3＋2OH－=Mg(OH)2＋CO32—、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(三个答出两个即可)　×1021或2.125×1021
(2)高于36 ℃
(3)不可行　若“母液”循环使用，则溶液c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3中混有杂质
(1)工业碳酸钠中含有的Mg2＋、Fe3＋都可以与OH－反应。当溶液pH＝8时，
c(OH－)＝10－6 mol·L－1，

(2)“趁热过滤”得到的物质是Na2CO3·H2O，温度应控制在高于36 ℃。
(3)“母液”中含有Cl－和SO42—，若循环使用，则溶液c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质。
练习册系列答案
相关题目
下列除去杂质的操作中不正确的是   (　　)。
A．铁粉中混有铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．Na2CO3固体中混有少量NaHCO3：加入过量NaOH溶液，反应后加热蒸干
D．氯气中混有少量氯化氢气体：将混合气体通过盛饱和食盐水的洗气瓶
利用下列实验装置能完成相应实验的是（  ）
过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下：

已知CaO2·8H2O呈白色，微溶于水，加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。
（1）用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是                             ；
（2）检验“水洗”是否合格的方法是                                        ；
（3）沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右，其可能原因是(写出两种)：
①                                                                 ;
②                                                                  。
（4）测定产品中CaO2的含量的实验步骤：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L－1的H2SO4溶液，充分反应。
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液V mL。
【已知：I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-】
①CaO2的质量分数为           (用字母表示)；
②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数可能       (填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)，原因是                                             。
卤块的主要成分是MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如下图：

已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：  
表1  生成氢氧化物沉淀的pH
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe（OH）3
2.7
3.7
Fe（OH）2
7.6
9.6
Mn（OH）2
8.3
9.8
Mg（OH）2
9.6
11.1
 
表2  化学试剂价格表
试剂
价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25.2%）
450
双氧水（含H2O2 ,30%）
2400
烧碱（含98% NaOH）
2100
纯碱（含99.5% Na2CO3）
600
 
（1）在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是                                         。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式                                                        。
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是                                                       。
（3）沉淀物A的成分为             ，试剂Z应该是              。
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是                                                      。
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在          （填仪器名称）中灼烧。
某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为__________  、____________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____ ________、_____ ______。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的主要离子方程式为：Fe3++3OH- = Fe(OH)3↓；                                     。
（4）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4为了获得产品Al(OH）3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是                      。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                        。
某胃药的主要成分是双羟基铝碳酸钠[NaAl(OH)2CO3]，用于抑制胃酸过多。
①如何确认该药物中含有Na元素？
_________________________________________________________________；
②如何确认该药物中含有Al元素和CO32－？
_________________________________________________________________。
下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液
出现白色沉淀
溶液X中一定含有SO42－
B
用铂丝蘸取溶液Y进行焰色反应
火焰呈黄色
溶液Y中含Na＋，不含K＋
C
向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体
出现白色沉淀
H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D
向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
溶液变浑浊
析出了NaHCO3
 
某同学设计了如图所示装置进行石油分馏的实验。

（1）指出实验装置中仪器A、B、C、D的名称：
A________、B________、C________、D________。
（2）指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正。
错误：①_______________________________________；
②_____________________________________________。
改正：①_______________________________________；
②_____________________________________________。
（3）实验装置改正后，进行气密性检查的方法：______________________________。
（4）蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片的作用是__________________________________。

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