题目内容

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______________________________

________________________________________________________________________。

 

(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。

 

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