题目内容

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2Mg2Fe3ClSO42-等杂质,提纯工艺路线如下:

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:

回答下列问题:

(1)滤渣的主要成分为____________________________________

(2)“趁热过滤的原因是_______________________________________

(3)若在实验室进行趁热过滤,可采用的措施是__________(写出1)

(4)母液循环使用,可能出现的问题及其原因是_______________

(5)已知:Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)ΔH1=+532.36 kJ·mol1

Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)9H2O(g)ΔH2=+473.63 kJ·mol1

写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式______________________

 

(1)Mg(OH)2Fe(OH)3CaCO3

(2)防止温度下降时Na2CO3·H2O溶解,避免析出Na2CO3·10H2ONa2CO3·7H2O

(3)预热过滤装置(或用常压热过滤漏斗进行过滤)

(4)产品纯度降低,因循环使用时母液中ClSO42-累积,导致产品中含有NaClNa2SO4等杂质

(5)Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g) ΔH=+58.73 kJ/mol

【解析】(1)加入过量的NaOH后,溶液中的Mg2Fe3OH反应生成难溶物Mg(OH)2Fe(OH)3CO32-Ca2反应生成CaCO3,所以滤渣的主要成分为Mg(OH)2Fe(OH)3CaCO3

(3)保持滤液的温度使过滤过程尽快完成,可以采取的措施有:一是选用热水漏斗(保温漏斗),保温漏斗应先加好热水并预热;二是选用无颈漏斗(或短颈粗玻璃漏斗),可避免样品在颈部析出结晶,影响操作;三是使用折叠滤纸(菊花滤纸),使用折叠滤纸可增大接触面积,有利于热的溶液快速流下,过滤前用少量溶剂润湿滤纸,避免干滤纸在过滤时因吸附溶剂而使晶体析出。

(4)母液中含有NaClNa2SO4等杂质,循环使用会降低Na2CO3的纯度。

(5)根据盖斯定律有:1 mol Na2CO3·H2O脱水反应的ΔH=+532.36 kJ/mol473.63 kJ/mol=+58.73 kJ/mol,再根据热化学方程式的书写原则即可写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。

 

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