题目内容

(2008?广东)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(钝度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-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
Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3

(2)“趁热过滤”的原因是
使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长
使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长

(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是
用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤)
用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤)
(写出一种)
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是
产品纯度降低,因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大,导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质
产品纯度降低,因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大,导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质

(5)已知:
Na2CO3?10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H1=+532.36kJ?mol-1;Na2CO3?10H2O(s)=Na2CO3?H2O(s)+9H2O(g)△H2=+473.63kJ?mol-1,写出Na2CO3?H2O脱水反应的热化学方程式
Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol
Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol
分析:(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀;
(2)观察坐标图,温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,若不趁热过滤将析出晶体;
(3)思路方向:1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度;
(4)分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪个环节有所影响;
(5)通过观察两个热化学方程式,利用盖斯定律来计算焓变即可.
解答:解:(1)碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀,滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
故答案为:Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3
(2)根据所给的坐标图可以发现:温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,若不趁热过滤将析出晶体,所以“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长,
故答案为:使析出的晶体为Na2CO3?H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3?10H20晶体或Na2CO3?7H20晶体,使后续的加热脱水耗时长;
(3)在实验室进行“趁热过滤”时,要注意减少过滤的时间和保持过滤时的温度,可采取的措施是用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤),故答案为:用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤,或用常压热过滤漏斗进行过滤);
(4)根据流程图内容“母液”中存在氯离子和硫酸根离子,若参与循环,将使离子浓度增大,导致产品纯度降低,故答案为:产品纯度降低;因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大,导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质;
(5)通过观察两个热化学方程式,利用盖斯定律,可将两式相减得到Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g),即Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol,
故答案为:Na2CO3?H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol.
点评:本题是一道综合题,考查学生分析和解决问题的能力,综合性强,难度大.
练习册系列答案
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反应时间/h 2.5 2.5 2.5
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反应时间/h 3.0 3.0 15.0
醛的产率/% 95 92 40
分析表中数据,得到把催化剂催化效果的主要结论是
苯环上的取代基对醛的产率影响不大,对反应时间有一定影响及与羟基相连的碳链长,大大降低醛的产率与增大反应时间
苯环上的取代基对醛的产率影响不大,对反应时间有一定影响及与羟基相连的碳链长,大大降低醛的产率与增大反应时间
(写出2条).
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水浴加热
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(标出具体反应条件).
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CH3CH2OH过量,令化学平衡向正反应方向移动或边反应边蒸馏缩醛脱离反应体系,令化学平衡向正反应方向移动
CH3CH2OH过量,令化学平衡向正反应方向移动或边反应边蒸馏缩醛脱离反应体系,令化学平衡向正反应方向移动
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