Question

工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、Cl^－和SO₄^2-等雜質(zhì)，提純工藝線路如下：

Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示：

Ⅱ.有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下：

物質(zhì)	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

 
回答下列問題：
(1)加入NaOH溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_____________________________________。
向含有Mg^2＋、Fe^3＋的溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH＝8時，c(Mg^2＋)：c(Fe^3＋)＝________。
(2)“趁熱過濾”時的溫度應(yīng)控制在________。
(3)有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環(huán)使用。請你分析實際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行________，并說明理由________________________________________。
(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
寫出NaCO₃·H₂O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________。

Answer 1

(1)Fe^3＋＋3OH^－=Fe(OH)₃↓、MgCO₃＋2OH^－=Mg(OH)₂＋CO₃^2-、Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)↓(三個答對兩個即可)　2.125×10²¹
(2)高于36 ℃
(3)不可行　若“母液”循環(huán)使用，則溶液中c(Cl^－)和c(SO₄^2-)增大，最后所得產(chǎn)物Na₂CO₃中混有雜質(zhì)
(4)Na₂CO₃·H₂O(s)=Na₂CO₃(s)＋H₂O(g)ΔH＝＋58.73 kJ·mol^－1

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，結(jié)合題意可知加入NaOH溶液時Mg^2＋、Fe^3＋分別與OH^－結(jié)合生成沉淀Mg(OH)₂和Fe(OH)₃。(2)溫度越高碳酸鈉晶體的溶解度越大，為了減少碳酸鈉的損失，故應(yīng)趁熱過濾，根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)，在溫度高于36 ℃析出晶體最少。(3)“母液”沿流程中虛線所示進行循環(huán)使用時，會造成Cl^－和SO₄^2-等離子的富集，使所得產(chǎn)品中含有雜質(zhì)。
(4)將兩個已知的熱化學(xué)方程式按順序編號為①②，根據(jù)蓋斯定律①－②得Na₂CO₃·H₂O(s)=Na₂CO₃(s)＋H₂O(g)　ΔH＝＋58.73 kJ·mol^－1。