Question

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、Cl^－和SO₄^2-等杂质，提纯工艺线路如下：

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：

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溶液时发生反应的离子方程式为：_____________________________________。
向含有Mg^2＋、Fe^3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg^2＋)：c(Fe^3＋)＝________。
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在________。
(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________________________________________。
(4)已知：Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)＋10H₂O(g)　ΔH＝＋532.36 kJ·mol^－1
Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)＋9H₂O(g)ΔH＝＋473.63 kJ·mol^－1
写出NaCO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式________________________________________。

Answer 1

(1)Fe^3＋＋3OH^－=Fe(OH)₃↓、MgCO₃＋2OH^－=Mg(OH)₂＋CO₃^2-、Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)↓(三个答对两个即可)　2.125×10²¹
(2)高于36 ℃
(3)不可行　若“母液”循环使用，则溶液中c(Cl^－)和c(SO₄^2-)增大，最后所得产物Na₂CO₃中混有杂质
(4)Na₂CO₃·H₂O(s)=Na₂CO₃(s)＋H₂O(g)ΔH＝＋58.73 kJ·mol^－1

(1)根据表中数据，结合题意可知加入NaOH溶液时Mg^2＋、Fe^3＋分别与OH^－结合生成沉淀Mg(OH)₂和Fe(OH)₃。(2)温度越高碳酸钠晶体的溶解度越大，为了减少碳酸钠的损失，故应趁热过滤，根据题中所给数据，在温度高于36 ℃析出晶体最少。(3)“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用时，会造成Cl^－和SO₄^2-等离子的富集，使所得产品中含有杂质。
(4)将两个已知的热化学方程式按顺序编号为①②，根据盖斯定律①－②得Na₂CO₃·H₂O(s)=Na₂CO₃(s)＋H₂O(g)　ΔH＝＋58.73 kJ·mol^－1。