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    9．工业碳酸钠中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺流程如下：

    已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图1所示：

    回答下列问题：
    （1）溶解时通入热空气的作用有升温加快溶解速率、除去铁元素（或加热促进Fe3+（Fe2+）的水解或氧化Fe2+）（写出两条即可）；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓．
    （2）“趁热过滤”时的温度应控制在不低于36℃；简述过滤后洗涤固体的操作向过滤器中加入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）为检验母液中是否含有Cl-，必须加入的试剂为足量的Ba（NO3）2和HNO3溶液、少量的AgNO3溶液．
    （4）室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液（装置如图2），写出Y电极反应式：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）
    （5）取提纯后的该纯品10.8g溶于水后，加入足量CaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，并称量得到10.0g固体，则提纯后碳酸钠的质量分数为98%（保留两位有效数字）．

    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）Y为阴极，发生还原反应生成氢气，X为阳极，生成氧气；
    （5）碳酸钠样品溶于水得溶液中加入氯化钙生成碳酸钙沉淀，根据碳酸钙沉淀的质量可以计算出样品中碳酸钠的质量，进而确定碳酸钠的质量分数．

    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）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-），
    故答案为：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；
    （5）碳酸钠样品溶于水得溶液中加入氯化钙生成碳酸钙沉淀的质量为10.0g，所以样品中碳酸钠的质量为$\frac{10}{100}×106$g=10.6g，则碳酸钠的质量分数为$\frac{10.6g}{10.8g}$×100%=98%，
    故答案为：98%．

    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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    （2）加人的金属单质的物质的量是多少？
    （3）生成的铜单质的质量是多少？
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