问题补充:
工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-、和SO42-等杂质,提纯工艺线路如下:
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液的作用______,上述实验中均需使用的仪器______
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在______.
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用.请你分析实际工业生产中是否可行______,并说明理由______.
(4)怎样检验所得试剂级碳酸钠中是否含有硫酸根离子______.
答案:
【答案】 (1)因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以先加水溶解生成硫酸钙沉淀而除去,再中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀,从而除去钙镁离子,所以加入NaOH溶液的作用除去其中混有的Fe3+、Mg2+;溶解过滤都用到的仪器是玻璃棒,
故答案为:除去其中混有的Fe3+、Mg2+;玻璃棒;
(2)“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,所以温度高于36℃,
故答案为:高于36℃;
(3)若“母液”循环使用,则溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得产物Na2CO3中混有杂质,这样不符合该提纯工艺,
故答案为:不可行;若“母液”循环使用,则溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得产物Na2CO3中混有杂质;
(4)碳酸钠中是否含有硫酸根离子的检验:取少量试剂级碳酸钠溶于水配成溶液,取少量溶液于试管中,往其中滴加稀盐酸直到无气泡产生,再往其中滴加几滴氯化钡,若有沉淀生成,则证明有硫酸根离子;反之,则无,
故答案为:取少量试剂级碳酸钠溶于水配成溶液,取少量溶液于试管中,往其中滴加稀盐酸直到无气泡产生,再往其中滴加几滴氯化钡,若有沉淀生成,则证明有硫酸根离子;反之,则无.
【问题解析】
工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以先加水溶解生成硫酸钙沉淀而除去,再中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀,从而除去钙镁离子,所得滤液含碳酸钠和氯化钠,再蒸发浓缩结晶,趁热过滤,得到一水碳酸钠晶体,再加入脱水得到试剂级碳酸钠,(1)因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以先加水溶解生成硫酸钙沉淀而除去,再中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀,从而除去钙镁离子;溶解过滤都用到的仪器是玻璃棒;(2)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,36℃是一个转折点;(3)分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪个环节有所影响;(4)碳酸钠中是否含有硫酸根离子的检验向溶液中加入盐酸除去其中的碳酸根离子,再加入BaCl2溶液,看有无白色沉淀产生. 名师点评本题考点 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【本题考点】
物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
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