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 |
分析 工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、和Cl-、SO42ˉ等雜質(zhì),加入水溶解后加入氫氧化鈉溶液過濾得到濾液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,趁熱過濾得到碳酸鈉晶體,加熱脫水得到實(shí)際級(jí)碳酸鈉,母液重新溶解循環(huán)使用;
(1)因工業(yè)碳酸鈉中含有Mg2+,F(xiàn)e3+,Ca2+,所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀;
(2)根據(jù)碳酸鈉溶液中碳酸根離子的水解是吸熱反應(yīng)判斷;
(3)使析出的晶體為Na2CO3•H2O,防止因溫度過低而析出Na2CO3•10H20晶體或Na2CO3•7H20晶體,36℃是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn);
(4)通過觀察兩個(gè)熱化學(xué)方程式,利用蓋斯定律來計(jì)算焓變即可;
(5)分析“母液”中存在的離子,若參與循環(huán),將使離子濃度增大,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中哪個(gè)環(huán)節(jié)有所影響.
解答 解:(1)碳酸鈉中含有Mg2+,F(xiàn)e3+,Ca2+,所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀,主要是除去鎂離子,濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3,發(fā)生的發(fā)應(yīng)有:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,MgCO3+2OH-=Mg (OH) 2↓+CO32-,Mg2++2OH-=Mg (OH) 2↓,當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時(shí),c(OH-)=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$=10-6mol/L;
c(Mg2+):c(Fe3+)=$\frac{Ksp(Mg(OH)_{2})}{{c}^{2}(O{H}^{-})}$:$\frac{Ksp(Fe(OH)_{3})}{{c}^{3}(O{H}^{-})}$=$\frac{5.61×1{0}^{-12}}{(1{0}^{-8})^{2}}$:$\frac{2.64×1{0}^{-39}}{(1{0}^{-8})^{3}}$=2.125×1021;
故答案為:Mg2+;MgCO3+2OH-=Mg(OH )2↓+CO32-; Mg2++2OH-=Mg (OH) 2↓;Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3;2.125×1021;
(2)熱的Na2CO3溶液有較強(qiáng)的去油污能力,是由于Na2CO3在溶液中存在水解平衡CO32-+H2O?HCO3-+OH-,溶液呈堿性,當(dāng)溫度升高時(shí)水解平衡正向移動(dòng),使溶液堿性增強(qiáng),故去油污能力增強(qiáng),
故答案為:Na2CO3在溶液中存在水解平衡CO32-+H2O?HCO3-+OH-,溶液呈堿性,當(dāng)溫度升高時(shí)水解平衡正向移動(dòng),使溶液堿性增強(qiáng),故去油污能力增強(qiáng);
(3)“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•10H20晶體或Na2CO3•7H20晶體,所以溫度高于36℃,
故答案為:高于36℃;
(4)通過觀察兩個(gè)熱化學(xué)方程式,利用蓋斯定律,可將兩式相減得到Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g),
即Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol,
故答案為:Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol;
(5)若“母液”循環(huán)使用,則溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì),這樣不符合該提純工藝,
故答案為:不可行;若“母液”循環(huán)使用,則溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得產(chǎn)物Na2CO3中混有雜質(zhì).
點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的分離、提純及物質(zhì)的制取等知識(shí),題目難度中等,本題是一道比較綜合的試題題,有利于考查學(xué)生分析和解決問題的能力.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
選項(xiàng)[來 | 實(shí)驗(yàn) | 現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 常溫下,等量等表面積的Al片分別和等體積稀HNO3和濃HNO3反應(yīng) | 前者產(chǎn)生無色氣體,后者產(chǎn)生紅棕色氣體,且后者反應(yīng)更加劇烈 | 其他條件相同時(shí),反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快 |
B | FeCl3溶液用于刻蝕銅制印刷電路板 | 溶液變藍(lán) | 氧化性:Cu2+>Fe2+ |
C | 向FeCl2溶液中加入足量Na2O2粉末 | 出現(xiàn)紅褐色沉淀和無色氣體 | FeCl2溶液部分變質(zhì) |
D | 向足量含淀粉的FeI2溶液中滴加2滴氯水 | 溶液變藍(lán) | 還原性:I->Fe2+ |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 |
① | 加AgNO3溶液 | 有白色沉淀生成 |
② | 加足量NaOH溶液并加熱 | 收集到氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) |
③ | 加足量BaCl2溶液時(shí),對(duì)所得沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、稱量;再向沉淀中加入足量稀鹽酸,然后干燥、稱量 | 第一次稱量讀數(shù)為6.27g;第二次稱量讀數(shù)為2.33g |
陰離子符號(hào) | 物質(zhì)的量濃度/mol•L-1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | Na2O2只作氧化劑 | |
B. | 2 mol FeSO4發(fā)生反應(yīng)時(shí),反應(yīng)中共有8 mol電子轉(zhuǎn)移 | |
C. | 每生成16g氧氣就有1mol Fe2+ 被還原 | |
D. | Na2FeO4既是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液:2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O | |
B. | 碳酸氫銨溶液中加入足量氫氧化鋇溶液:NH4++HCO3-+Ba2-+2OH-=BaCO3↓+NH3•H2O+H2O | |
C. | Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液:2Fe3++2I-=2Fe2++I2 | |
D. | 用惰性電極電解氯化鈉溶液:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH- |
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