Question

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下圖所示：
回答下列問題：
小題1:（1）濾渣的主要成分為　　　　　　　。
小題2:（2）“趁熱過濾”的原因是　　　　　　　。
小題3:（3）若在實驗室進行“趁熱過濾”，可采取的措施是　　　　　　　（寫出1種）。
小題4:（4）若“母液”循環(huán)使用，可能出現的問題及其原因是　　　　　　　。
小題5:（5）已知：
Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)     ΔH₁=" +532.36" kJ·mol^-1
Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)+9H­₂O(g) ΔH₁=" +473.63" kJ·mol^-1
寫出Na₂CO₃·H₂O脫水反應的熱化學方程式　　　　　　　。

Answer 1

小題1:(1)濾渣的主要成分為Mg(OH)₂、Fe（OH）₃、CaCO₃。
小題2:(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。
小題3:(3)若在實驗室進行“趁熱過濾”，可采取的措施是用已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾。
小題4:(4)若“母液”循環(huán)使用，可能出現的問題及其原因是問題：溶解時有大量沉淀生成，使Na₂CO₃損耗且產物Na₂CO₃混有雜質；原因：“母液”中，含有的離子有Ca²⁺，Na⁺，Cl^-，SO₄^2-，OH^-，CO₃^2-，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。
小題5:(5)寫出Na₂CO₃·H₂O脫水反應的熱化學方程式
Na₂CO₃·H₂O（S）="===" Na₂CO₃（s） + H₂O（g）;H= +58.73kJ/mol

小題1:(1)因工業(yè)碳酸鈉中含有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、Ca（OH）₂沉淀。
小題2:(2)觀察坐標圖，溫度減少至313K時發(fā)生突變，溶解度迅速減少，弱不趁熱過濾將析出晶體。
小題3:(3)思路方向：1.減少過濾的時間 2.保持過濾時的溫度。
小題4:(4)思路：分析“母液”中存在的離子，若參與循環(huán)，將使離子濃度增大，對工業(yè)生產中哪個環(huán)節(jié)有所影響。
小題5:(5)通過觀察兩個熱化學方程式，可將兩式相減，從而得到Na₂CO₃·H₂O（s）="===" Na₂CO₃（s）+ H₂O（g）。