Question

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO42—等杂质，提纯工艺流程如下：

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：

 

Ⅱ.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

 

回答下列问题：

(1)加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣中主要含有________(填写化学式)。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)操作X为________，其温度应控制在_____________________________________

(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________，并说明理由______________________________

________________________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)Fe(OH)3、Mg(OH)2、CaCO3(前两个必填)　2.125×1021

(2)趁热过滤　36℃以上

(3)不可行　若“母液”循环使用，则溶液中c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3中混有杂质

【解析】(1)碳酸钠与Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋可直接反应生成CaCO3、MgCO4、Fe(OH)3沉淀，加入NaOH溶液后，MgCO3进一步转化成Mg(OH)2沉淀。混合溶液的pH＝8 时，c(OH－)＝10－6mol·L－1，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝＝2.125×1021。(2)操作X是将Na2CO3·H2O过滤出来，结合题图中碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质不同可知，需在高于36 ℃温度下趁热过滤。(3)若“母液”循环使用，则溶液中c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3中混有杂质，该操作不可行。