Question

工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO42—等雜質(zhì)，提純工藝流程如下：

Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示：

 

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溶液后過濾得到的濾渣中主要含有________(填寫化學(xué)式)。25℃時，向含有Mg2＋、Fe3＋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(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝________。

(2)操作X為________，其溫度應(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______________________________

________________________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)Fe(OH)3、Mg(OH)2、CaCO3(前兩個必填)　2.125×1021

(2)趁熱過濾　36℃以上

(3)不可行　若“母液”循環(huán)使用，則溶液中c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)

【解析】(1)碳酸鈉與Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋可直接反應(yīng)生成CaCO3、MgCO4、Fe(OH)3沉淀，加入NaOH溶液后，MgCO3進一步轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀。混合溶液的pH＝8 時，c(OH－)＝10－6mol·L－1，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝＝2.125×1021。(2)操作X是將Na2CO3·H2O過濾出來，結(jié)合題圖中碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)不同可知，需在高于36 ℃溫度下趁熱過濾。(3)若“母液”循環(huán)使用，則溶液中c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì)，該操作不可行。