题目内容
（2011?镇江一模）工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺线路如下：
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：
Ⅱ、25℃时有关物质的溶度积如下：
回答下列问题：
（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为
（2）“趁热过滤”时的温度应控制在
（3）有人从“绿色化学”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
（4）已知：Na2CO3?10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）△H=+532.36kJ?mol-1Na2CO3?10H2O（s）=Na2CO3?H2O（s）+9H2O（g）△H=+473.63kJ?mol-1写出Na2CO3?H2O脱水反应的热化学方程式
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：
Ⅱ、25℃时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 |
（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为
Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，MgCO3+2OH-=Mg（OH ）2↓+CO32-
Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，MgCO3+2OH-=Mg（OH ）2↓+CO32-
．25℃时，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+）=2.215×1021
2.215×1021
．（2）“趁热过滤”时的温度应控制在
高于36℃
高于36℃
．（3）有人从“绿色化学”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
不可行
不可行
，并说明理由若“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
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
．（4）已知：Na2CO3?10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）△H=+532.36kJ?mol-1Na2CO3?10H2O（s）=Na2CO3?H2O（s）+9H2O（g）△H=+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-1
）Na2CO3?H2O（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）△H=+58.73kJ?mol-1
．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）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；
（3）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；
（4）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．
（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；
（3）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；
（4）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，发生的发应有：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，MgCO3+2OH-=Mg （OH） 2↓+CO32-；根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式，则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）=
=
=5.61mol/L，c（Fe3+）=
=
=2.64×10-21mol/L，
所以 c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2：.64×10-21=2.215×1021，
故答案为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，MgCO3+2OH-=Mg（OH ）2↓+CO32-； 2.215×1021；
（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℃，故答案为：高于36℃；
（3）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，这样不符合该提纯工艺，故答案为：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；
（4）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．
| Ksp |
| [OH-]2 |
| 5.61×10-12 |
| 10-12 |
| Ksp |
| [OH-]3 |
| 2.64×10-39 |
| 10-18 |
所以 c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2：.64×10-21=2.215×1021，
故答案为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，MgCO3+2OH-=Mg（OH ）2↓+CO32-； 2.215×1021；
（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℃，故答案为：高于36℃；
（3）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，这样不符合该提纯工艺，故答案为：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；
（4）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．
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