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3.已知:Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質如圖所示:
Ⅱ、25℃時有關物質的溶度積如下:
物質CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe (OH)3
Ksp4.96×10-96.82×10-64.68×10-65.61×10-122.64×10-39
工業碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質,提純工藝線路如下:

(1)加入NaOH溶液時,反應的離子方程式為Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,MgCO3+2OH-=Mg(OH )2↓+CO32-
(2)向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,當兩種沉淀共存且溶液的pH=8時,c(Mg2+):c(Fe3+)=2.125×1021
(3)“母液”中除了含有Na+、CO32-外,還含有Cl-、SO42-等離子.
(4)有人從“綠色化學”角度設想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環使用.請你分析實際工業生產中是否可行不可行(填“可行”或“不可行”),并說明理由若“母液”循環使用,則溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得產物Na2CO3中混有雜質;
(5)已知:Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ•mol-1
Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3•H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ•mol-1
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.

分析 (1)因工業碳酸鈉中含有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、CaCO3沉淀;
(2)根據氫氧化鎂和氫氧化鐵的溶解平衡以及溶度積表達式,則當兩種沉淀共存且溶液的pH=8時,c(Mg2+)=$\frac{Ksp}{[OH{\;}^{-}]{\;}^{2}}$,(Fe3+)=$\frac{Ksp}{[OH{\;}^{-}]{\;}^{3}}$,據此計算;
(3)除去g2+,Fe3+,Ca2+,濾液中除了含有 Na+、CO32-離子外,還含有Cl-、SO42-
(4)分析“母液”中存在的離子,若參與循環,將使離子濃度增大,對工業生產中哪個環節有所影響;
(5)已知:①Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ•mol-1,②Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3•H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ•mol-1,利用蓋斯定律,將①-②得到Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g),據此書寫熱化學方程式.

解答 解:(1)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、CaCO3沉淀,濾渣的主要成分為Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3,發生的發應有:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,MgCO3+2OH-=Mg (OH) 2↓+CO32-
故答案為:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,MgCO3+2OH-=Mg(OH )2↓+CO32-
(2)根據氫氧化鎂和氫氧化鐵的溶解平衡以及溶度積表達式,則當兩種沉淀共存且溶液的pH=8時,c(Mg2+)=$\frac{Ksp}{[OH{\;}^{-}]{\;}^{2}}$=$\frac{5.61×10{\;}^{-12}}{10{\;}^{-12}}$=5.61mol/L,c(Fe3+)=$\frac{Ksp}{[OH{\;}^{-}]{\;}^{3}}$=$\frac{2.64×10{\;}^{-39}}{10{\;}^{-18}}$=2.64×10-21mol/L,
所以 c(Mg2+):c(Fe3+)=5.61:2.64×10-21=2.125×1021
故答案為:2.125×1021
(3)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、CaCO3沉淀,過濾后濾液中除了含有 Na+、CO32-離子外,還含有Cl-、SO42-
故答案為:Cl-、SO42-
(4)若“母液”循環使用,則溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得產物Na2CO3中混有雜質,這樣不符合該提純工藝,
故答案為:不可行;若“母液”循環使用,則溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得產物Na2CO3中混有雜質;
(5)已知:①Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ•mol-1,②Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3•H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ•mol-1,利用蓋斯定律,將①-②得到Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g),即Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol,
故答案為:Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol.

點評 本題考查了物質的分離、提純及物質的制取等知識,題目難度中等,本題是一道比較綜合的試題題,有利于考查學生分析和解決問題的能力.

練習冊系列答案
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(2)寫出反應④的離子方程式:OH-+HCO3-=CO32-+H2O.

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14.有一種測定阿伏加德羅常數的方法需測定NaCl晶體的體積,具體步驟為:準確稱出mg NaCl晶體粉末并置于定容儀器a中;用滴定管b向儀器a中滴加某液體c至a儀器的刻度線,即可測出NaCl固體的體積.上述步驟中的a、b、c分別指(  )
A.量筒、酸式滴定管、水B.容量瓶、堿式滴定管、苯
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11.“優先反應思想”是一條重要的化學學科思想.根據所學知識及題目提供的相關數據,回答下列問題:
(1)向FeBr2溶液中滴加少量氯水,溶液變黃.你認為使溶液變黃的微粒其符號是Fe3+,用實驗證明你的觀點,簡述實驗操作及現象取適量反應后的溶液滴加KSCN溶液變紅.
(2)己知常溫下一些電解質的相關數據見下表:
H2CO3K${\;}_{{a}_{1}}$=4.3×10-7HClOKa=2.95×10-8
K${\;}_{{a}_{2}}$=5.61×10-11AgClKsp=1.77×10-10
CH3COOHKa=1.76×10-5Ag2CrO4Ksp=1.12×10-12
①向等物質的量濃度的Na2C03,CH3COONa,NaClO組成的混合溶液中逐滴加入稀硫酸,首先發生反應的離子方程式是CO32-+H+=HCO3-
②向濃度均為0.010mol/L的NaCl,Na2Cr04組成的混合溶液中逐滴加入濃度為0.010mol•L-1AgN03溶液,首先生成的沉淀其化學式為AgCl.
(3)分別向四份各100mL,濃度均為2mo1L-1的FeC13溶液中,加入鐵、銅組成的均勻粉末狀混合物,得到如下數據:
I
FeCl3溶液體積/mL100100100100
加入粉末質量/g36.6912
剩余粉末質量/g00.643.26.4
①根據表中的數據可求出粉末中鐵、銅的物質的量之比為1:1.
②根據表中的數據分析I反應后的溶液中存在的金屬陽離子有〔用離子符號表示)Fe3+、Fe2+、Cu2+

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18.下列離子方程式書寫錯誤的是(  )
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D.Cl2與H2O反應:Cl2+H2O═H++Cl-+HClO

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8.速滑冰刀可用不銹鋼制成,不銹鋼含有的主要元素是(  )
A.B.C.D.

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(3)反應結束后,產生氣體的物質的量分別為:
①投入Na的燒杯,生成氣體0.1mol;
②投入Mg的燒杯,生成氣體0.075mol;
③投入Al的燒杯,生成氣體0.075mol;
④投入Cu的燒杯,生成氣體0mol.

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