Question

某研究小组设计如下工艺路线提纯工业碳酸钠。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－、和SO42—等杂质。

 

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

 

根据所给信息，回答下列问题：

(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为___________________________。

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)“趁热过滤”时的温度应控制在____________________________________

(3)有人从“绿色化学”的角度设想将“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)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、MgCO3＋2OH－=Mg(OH)2＋CO32—、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(三个答出两个即可)　 ×1021或2.125×1021

(2)高于36 ℃

(3)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

【解析】(1)工业碳酸钠中含有的Mg2＋、Fe3＋都可以与OH－反应。当溶液pH＝8时，

c(OH－)＝10－6 mol·L－1，

 

(2)“趁热过滤”得到的物质是Na2CO3·H2O，温度应控制在高于36 ℃。

(3)“母液”中含有Cl－和SO42—，若循环使用，则溶液c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质。