题目内容
工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺流程如图1：
已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图2所示：
回答下列问题：
（1）溶解时通入热空气的作用有 （写出两条即可）；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为 ．
（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 ；简述过滤后洗涤固体的操作 ．
（3）为检验母液中是否含有Cl-，必须加入的试剂为 ．
（4）实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有 ．
（5）室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液（装置如图3），写出Y电极反应式： ；一段时间后X电极可收集到的气体一定有 ，可能有 ．
已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图2所示：
回答下列问题：
（1）溶解时通入热空气的作用有
（2）“趁热过滤”时的温度应控制在
（3）为检验母液中是否含有Cl-，必须加入的试剂为
（4）实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有
（5）室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液（装置如图3），写出Y电极反应式：
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,电解原理,钠的重要化合物
专题：实验题
分析：碳酸钠中混有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，在溶解时通入热空气可加快溶解速率、促进Fe3+（Fe2+）的水解或氧化Fe2+，加入氢氧化钠，过滤后所得滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁，溶液中主要含有碳酸钠，并含有少量的Cl-和SO42-，经蒸发结晶可得碳酸钠晶体，灼烧后可得碳酸钠．
（1）通入热空气，有利于氢氧化铁的生成；
（2）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，36℃是一个转折点，洗涤沉淀时注意加水没过固体表面，使水自然流出，注意不能用冷水；
（3）可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验；
（4）实验室灼烧固体一般在坩埚中进行；
（5）Y为阴极，发生还原反应生成氢气，X为阳极，生成氧气．
（1）通入热空气，有利于氢氧化铁的生成；
（2）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，36℃是一个转折点，洗涤沉淀时注意加水没过固体表面，使水自然流出，注意不能用冷水；
（3）可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验；
（4）实验室灼烧固体一般在坩埚中进行；
（5）Y为阴极，发生还原反应生成氢气，X为阳极，生成氧气．
解答：
解：碳酸钠中混有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，在溶解时通入热空气可加快溶解速率、促进Fe3+（Fe2+）的水解或氧化Fe2+，加入氢氧化钠，过滤后所得滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁，溶液中主要含有碳酸钠，并含有少量的Cl-和SO42-，经蒸发结晶可得碳酸钠晶体，灼烧后可得碳酸钠．
（1）样品中含有Fe2+，通入空气可被氧化生成Fe3+，加热条件下易水解生成氢氧化铁沉淀而除去，加入氢氧化钠溶液，可生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg2++2OH-=Mg （OH） 2↓，
故答案为：升温加快溶解速率、除去铁元素（或加热促进Fe3+（Fe2+）的水解或氧化Fe2+）；Mg2++2OH-=Mg （OH） 2↓；
（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，所以温度高于36℃，洗涤沉淀时，可向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作2～3次，
故答案为：不低于36℃；向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作2～3次；
（3）可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，因含有硫酸根离子，则应先加入足量的硝酸钡和硝酸溶液，除去硫酸根离子，然后再加入少量的硝酸银检验，
故答案为：足量的Ba（NO3）2和HNO3溶液、少量的AgNO3溶液；
（4）实验室灼烧固体一般在坩埚中进行，加热时还需要泥三角，故答案为：坩埚、泥三角；
（5）Y为阴极，发生还原反应生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-），X为阳极，生成氧气，同时促进水的电离，阳极附近pH减小，则可能还生成二氧化碳气体，
故答案为：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；O2；CO2．
（1）样品中含有Fe2+，通入空气可被氧化生成Fe3+，加热条件下易水解生成氢氧化铁沉淀而除去，加入氢氧化钠溶液，可生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg2++2OH-=Mg （OH） 2↓，
故答案为：升温加快溶解速率、除去铁元素（或加热促进Fe3+（Fe2+）的水解或氧化Fe2+）；Mg2++2OH-=Mg （OH） 2↓；
（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，所以温度高于36℃，洗涤沉淀时，可向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作2～3次，
故答案为：不低于36℃；向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作2～3次；
（3）可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，因含有硫酸根离子，则应先加入足量的硝酸钡和硝酸溶液，除去硫酸根离子，然后再加入少量的硝酸银检验，
故答案为：足量的Ba（NO3）2和HNO3溶液、少量的AgNO3溶液；
（4）实验室灼烧固体一般在坩埚中进行，加热时还需要泥三角，故答案为：坩埚、泥三角；
（5）Y为阴极，发生还原反应生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-），X为阳极，生成氧气，同时促进水的电离，阳极附近pH减小，则可能还生成二氧化碳气体，
故答案为：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；O2；CO2．
点评：本题考查物质的分离、提纯、制备以及电解等知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握实验的原理和方法，难度中等．
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| ||||
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