Question

工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^－和SO₄^2—等杂质，提纯工艺线路如图所示：

Ⅰ．碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：

Ⅱ．有关物质的溶度积如下

物质	CaCO3	MgCO3	Ca（0H）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

回答下列问题：

（1）加入NaOH溶液时，反应的离子方程式为              。向含有Mg²⁺、Fe³⁺的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg²⁺）：c（Fe³⁺）=       。

（2）“母液”中除了含有Na⁺、CO₃^2—外，还含有            等离子。

（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行：        （填“可行”或“不可行”），并说明理由：             。

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

Na₂CO₃·10H₂O（s）Na₂CO₃·H₂O（s）+9H₂O（g）    =+473.63 kJ·mol^－1

写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式：                              。

Answer

（1）MgCO3+2OH－ =  Mg（OH）2+ CO32—（书写Fe3++3 OH－=Fe（OH）3↓、Mg2++2 OH－=Mg（OH）2↓不得分）（3分）（3分）（2）Cl－、（2分）

（3）不可行（2分）   若“母液”循环使用，则溶液中c（Cl－）和c（）增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质（2分）

（4）Na2CO3·H2O（s）=Na2CO3（s）+ H2O（g）  △H=+58.73 kJ·mol－1 （3分）

【解析】

试题分析：由溶度积表知，MgCO3的Ksp最大，在溶液中溶解的最多，其它物质与MgCO3相差的数量级较大，在溶液里可以忽略。

（1）主要是MgCO3与NaOH的反应生成Ksp更小的沉淀Mg（OH）2；

PH=8 ，C OH-=10－6  Ksp= c（Mg2+）C 2（OH-）= c（Mg2+）10－12 =5.61×10－12    c（Mg2+）=5.61

Ksp= c（Fe3+）C 3（OH-）=c（Fe3+）10－18=2.64×10－39     c（Fe3+）=2.64×10－21

c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2.64×10－21=

（2）母液”中，与CO32—不形成沉淀的只有Cl－、

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

②Na2CO3·10H2O（s）Na2CO3·H2O（s）+9H2O（g）    =+473.63 kJ·mol－1

①-②得：Na2CO3·H2O（s）=Na2CO3（s）+ H2O（g）  △H=+58.73 kJ·mol－1

考点：本题考查Ksp计算、离子共存、盖斯定律等相关知识。