Question

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、Cl^－和SO₄^2－等杂质，提纯工艺流程如下：

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

（1）滤渣的主要成分为_______________________________。

（2）“趁热过滤”的原因是___________________________。

（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_____(写出一种)。

（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

写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式____________。

Answer

（1）Mg(OH)2 Fe(OH)3 CaCO3

（2）使析出的晶体为NaCO3·H2O,防止因温度过低析出NaCO3·10H2O，令后续加热脱水时间长。

（3）用已预热的布氏漏斗趁热过滤

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

【解析】

试题分析：（1）工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀，滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3，故答案为：Mg(OH)2、Fe(OH)3；

（2）根据所给的坐标图可以发现：温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，若不趁热过滤将析出晶体，所以“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，使后续的加热脱水耗时长，故答案为：使析出的晶体为Na2CO3•H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体，使后续的加热脱水耗时长；

（3）在实验室进行“趁热过滤”时，要注意减少过滤的时间和保持过滤时的温度，可采取的措施是用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤)，故答案为：用预热过滤装置(或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤)；

（4）通过观察两个热化学方程式，利用盖斯定律，可将两式相减得到Na2CO3•H2O(S) ═ Na2CO3(s) + H2O(g)，即Na2CO3•H2O(S) ═ Na2CO3(s) + H2O(g)△H = +58.73 kJ/mol

考点：考查了物质分离和提纯、盖斯定律的应用、化学实验的基本操作的相关知识。