Question

工业碳酸钠(纯度约为98％)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下图所示：

回答下列问题：

（1）溶解时通入热空气的作用有 (写出两条即可)；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为 。

（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 ；简述过滤后洗涤固体的操作 。

（3）为检验母液中是否含有Cl-，必须加入的试剂为 。

（4）实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有 。

（5）室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液（装置如图），写出Y电极反应式： ；一段时间后X电极可收集到的气体一定有 ，可能有 。

 

 

Answer 1

（1）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+】（2分）；Mg2+ +2OH－= Mg (OH) 2↓（或MgCO3 +2OH－= Mg (OH) 2+CO32－） （2分）

（2）不低于36℃（2分）；

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（2分）

（3）足量的Ba(NO3)2和HNO3溶液（1分）、少量的AgNO3溶液（1分）

（4）坩埚、泥三角（2分）（答酒精灯不倒扣分，其余答错一个倒扣1分，直到本小问0分）

（5）2H+ +2e- =H2↑（或2H2O +2e- = H2↑+2OH-，2分）；O2；CO2（写名称也给分，各1分，共2分）

【解析】

试题分析：（1）溶解时通入热空气可以加快溶解速率，同时可以氧化亚铁离子为铁离子，方便除去铁元素；镁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀，离子方程式为Mg2+ +2OH－= Mg (OH) 2↓；

（2）碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出不同的溶质，据图可知，低于36℃时会生成Na2CO3·7H2O等，所以“趁热过滤”时的温度应控制在不能低于36℃；过滤后洗涤固体时不同于一般的洗涤，仍要注意蒸馏水的温度不能低于36℃，所以正确操作是向过滤器中加入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）因为溶液中存在SO42－，对Cl-的检验带来干扰，所以在检验Cl-前先除去SO42－，所用试剂是足量的Ba(NO3)2和HNO3溶液，然后在加入硝酸银溶液，观察现象，进行判断；

（4）坩埚有不同的类型，实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有瓷坩埚、泥三角；

（5）Y极是阴极，阳离子放电发生还原反应，电极反应式为2H2O +2e- = H2↑+2OH-，X极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气，所以X极产生的气体一定有氧气，X极氢氧根离子放电，导致氢离子浓度增大，所以溶液中的碳酸根离子与氢离子反应会生成二氧化碳气体，因此气体中还可能含有二氧化碳。

考点：考查对工业流程的分析判断，洗涤固体的方法，离子检验，实验室仪器的判断，电解原理的应用