Question

(12分)碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉（純度約98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl－和SO等雜質，提純工藝路線如下：

已知碳酸鈉的溶解度（S）隨溫度變化的曲線如圖所示：

回答下列問題：

（1）濾渣的主要成分為_________________________。

（2）“趁熱過濾”的原因是______________________。

（3）在實驗室做Na2CO3·H2O脫水實驗，判斷其脫水完全的方法是：__________。

（4）生產過程中“母液”____（填“能”或“不能”）循環(huán)使用。若不能，其原因是：_________。

（5）已知：① Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）；ΔH1= +532.36 kJ·mol-1

② Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3·H2O（s）+9H­2O（g）；ΔH2= +473.63 kJ·mol-1

寫出Na2CO3·H2O脫水反應的熱化學方程式_____________________。

 

Answer 1

（1） 濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3。

（2） “趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為Na2CO3·H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO3·10H2O晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時長。

（3） 連續(xù)兩次稱量的質量差不超過0.1g。

（4） 不能。原因：“母液”中，含有的離子有Ca2+，Na+，Cl－，SO42-，OH－，CO32-,當多次循環(huán)后，使用離子濃度不斷增大，溶解時會生成CaSO4，Ca（OH）2，CaCO3等沉淀。（若“母液”循環(huán)使用，可能出現的問題：溶解時有大量沉淀生成，使Na2CO3損耗且產物Na2CO3混有雜質；）

（5） Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+ H2O(g); △H= +58.73kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）向含有雜質離子Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl－和SO42-等的碳酸鈉溶液中加入NaOH溶液發(fā)生反應產生Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀；（2） “趁熱過濾”的原因是是使析出的晶體為Na2CO3·H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO3·10H2O晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時長。（3）在實驗室做Na2CO3·H2O脫水實驗，判斷其脫水完全的方法是 連續(xù)加熱，冷卻后稱量固體的質量，兩次稱量的質量差不超過0.1g。（4）將產生的沉淀過濾出去，得到的濾液中含有Ca2+，Na+，Cl－，SO42-，OH－，CO32-,當多次循環(huán)后，使用離子濃度不斷增大，溶解時會生成CaSO4，Ca(OH) 2，CaCO3等沉淀。所以生產過程中“母液”不能循環(huán)使用；（5）①－②，整理可得： Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+ H2O(g); △H= +58.73kJ/mol。

考點：考查物質的提純、混合物的分離方法、物質的循環(huán)利用、熱化學方程式的書寫的知識。