Question

纯碱是人们生活的必需品和重要的化工原料。我国化学家侯德榜开创了侯德榜制碱法，解决了20世纪初我国的用碱问题。

I.工业碳酸钠(纯度约为98%)中常含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和等杂质，为提纯工业碳酸钠，并获得试剂级碳酸钠的简要工艺流程如图：

已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：

(1)热的Na₂CO₃溶液有较强的去油污能力，其原因是(用离子方程式及必要的文字加以解释____________。

(2)“趁热过滤”时的温度应控制在____________。

II.电解Na₂CO₃溶液制取NaHCO₃溶液和NaOH溶液的装置如图所示

在阳极区发生的反应包括____________。阳离子交换膜允许____________通过。物质B是____________(填化学式)，作用为____________。

Answer

Na2CO3在溶液中存在水解平衡+H2O⇌+OH-，溶液呈碱性，当温度升高时水解平衡正向移动，使溶液碱性增强，故去油污能力增强 36℃以上 2H2O-4e-=O2↑+4H+、H++= Na+ NaOH 增强溶液的导电性

【解析】

I．根据题中信息可知，工业碳酸钠(纯度约为98%)中常含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和等杂质，为了提纯工业碳酸钠，并获得试剂级碳酸钠，根据简要工艺流程可知：首先将工业碳酸钠溶解于水，然后加入适量的氢氧化钠溶液将Ca2+、Mg2+、Fe3+充分沉淀，过滤后将滤液蒸发浓缩、结晶，趁热过滤后可得到Na2CO3∙H2O，将Na2CO3∙H2O加热脱水，得到试剂级碳酸钠；

II．装置图分析阳极电极附近氢氧根离子放电生成氧气，溶液中氢离子浓度增大和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，阴极电极附近氢离子放电生成氢气，水电离平衡被破坏，溶液中氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠，加入水中含少量氢氧化钠增强溶液导电性，阳离子交换膜允许阳离子通过，阴离子不能通过，据此分析。

I．(1)Na2CO3在溶液中存在水解平衡+H2O⇌+OH-，溶液呈碱性，当温度升高时水解平衡正向移动，使溶液碱性增强，故去油污能力增强；

(2)由题中信息可知，碳酸钠的饱和溶液在36℃以上析出的是流程中所得到的Na2CO3∙H2O，则“趁热过滤”时的温度应控制在36℃以上；

II．装置图分析，阳极电极附近氢氧根离子放电生成氧气，溶液中氢离子浓度增大和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，阳极区发生的反应有：2H2O-4e-=O2↑+4H+、H++=；阳离子交换膜使允许阳离子通过，电极过程中溶液中Na+由阳极室向阴极室迁移；水为弱电解质，导电能力弱，随着反应不断进行，阴极溶液中氢氧根离子不断减少，应及时补充稀氢氧化钠，增强溶液导电性。