Question

(12分)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Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl－和SO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）在实验室做Na2CO3·H2O脱水实验，判断其脱水完全的方法是：__________。

（4）生产过程中“母液”____（填“能”或“不能”）循环使用。若不能，其原因是：_________。

（5）已知：① Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）；ΔH1= +532.36 kJ·mol-1

② Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3·H2O（s）+9H­2O（g）；ΔH2= +473.63 kJ·mol-1

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

 

Answer 1

（1） 滤渣的主要成分为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Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长。

（3） 连续两次称量的质量差不超过0.1g。

（4） 不能。原因：“母液”中，含有的离子有Ca2+，Na+，Cl－，SO42-，OH－，CO32-,当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4，Ca（OH）2，CaCO3等沉淀。（若“母液”循环使用，可能出现的问题：溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质；）

（5） Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+ H2O(g); △H= +58.73kJ/mol

【解析】

试题分析：（1）向含有杂质离子Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl－和SO42-等的碳酸钠溶液中加入NaOH溶液发生反应产生Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀；（2） “趁热过滤”的原因是是使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长。（3）在实验室做Na2CO3·H2O脱水实验，判断其脱水完全的方法是 连续加热，冷却后称量固体的质量，两次称量的质量差不超过0.1g。（4）将产生的沉淀过滤出去，得到的滤液中含有Ca2+，Na+，Cl－，SO42-，OH－，CO32-,当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4，Ca(OH) 2，CaCO3等沉淀。所以生产过程中“母液”不能循环使用；（5）①－②，整理可得： Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+ H2O(g); △H= +58.73kJ/mol。

考点：考查物质的提纯、混合物的分离方法、物质的循环利用、热化学方程式的书写的知识。