Question

【題目】碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業的重要原料。工業碳酸鈉(純度約98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO42－等雜質，提純工藝流程如下：

已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示：

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）若在實驗室進行“趁熱過濾”，可采取的措施是_____(寫出一種)。

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

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

【答案】

（1）Mg(OH)2 Fe(OH)3 CaCO3

（2）使析出的晶體為NaCO3·H2O,防止因溫度過低析出NaCO3·10H2O，令后續加熱脫水時間長。

（3）用已預熱的布氏漏斗趁熱過濾

（4）NaCO3·H2O(s)= NaCO3(s)+ H2O(g) △H=+58.73kJ·mol－1

【解析】

試題分析：（1）工業碳酸鈉(鈍度約98%)中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀，濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3，故答案為：Mg(OH)2、Fe(OH)3；

（2）根據所給的坐標圖可以發現：溫度減少至313K時發生突變，溶解度迅速減少，若不趁熱過濾將析出晶體，所以“趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為Na2CO3H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO310H20晶體或Na2CO37H20晶體，使后續的加熱脫水耗時長，故答案為：使析出的晶體為Na2CO3H2O，防止因溫度過低而析出Na2CO310H20晶體或Na2CO37H20晶體，使后續的加熱脫水耗時長；

（3）在實驗室進行“趁熱過濾”時，要注意減少過濾的時間和保持過濾時的溫度，可采取的措施是用預熱過濾裝置(或已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾，或用常壓熱過濾漏斗進行過濾)，故答案為：用預熱過濾裝置(或已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾，或用常壓熱過濾漏斗進行過濾)；

（4）通過觀察兩個熱化學方程式，利用蓋斯定律，可將兩式相減得到Na2CO3H2O(S) ═ Na2CO3(s) + H2O(g)，即Na2CO3H2O(S) ═ Na2CO3(s) + H2O(g)△H = +58.73 kJ/mol