Question

工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺流程如图1：已知：碳酸钠的饱和

工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺流程如图1：已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图2所示：回答下列问题：（1）溶解时通入热空气的作用有______（写出两条即可）；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为______．（2）“趁热过滤”时的温度应控制在______；简述过滤后洗涤固体的操作______．（3）为检验母液中是否含有Cl-，必须加入的试剂为______．（4）实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有______．（5）室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液（装置如图3），写出Y电极反应式：______；一段时间后X电极可收集到的气体一定有______，可能有______．

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Answer 1

碳酸钠中混有Mg²⁺、Fe²⁺、Cl^-和SO₄^2-等杂质，在溶解时通入热空气可加快溶解速率、促进Fe³⁺（Fe²⁺）的水解或氧化Fe²⁺，加入氢氧化钠，过滤后所得滤渣为氢氧化铁和氢氧化镁，溶液中主要含有碳酸钠，并含有少量的Cl^-和SO₄^2-，经蒸发结晶可得碳酸钠晶体，灼烧后可得碳酸钠．
（1）样品中含有Fe²⁺，通入空气可被氧化生成Fe³⁺，加热条件下易水解生成氢氧化铁沉淀而除去，加入氢氧化钠溶液，可生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg²⁺+2OH^-=Mg （OH） ₂↓，
故答案为：升温加快溶解速率、除去铁元素（或加热促进Fe³⁺（Fe²⁺）的水解或氧化Fe²⁺）；Mg²⁺+2OH^-=Mg （OH） ₂↓；
（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℃，洗涤沉淀时，可向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作2～3次，
故答案为：不低于36℃；向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面，待水自然流干后，重复操作2～3次；
（3）可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，因含有硫酸根离子，则应先加入足量的硝酸钡和硝酸溶液，除去硫酸根离子，然后再加入少量的硝酸银检验，
故答案为：足量的Ba（NO₃）₂和HNO₃溶液、少量的AgNO₃溶液；
（4）实验室灼烧固体一般在坩埚中进行，加热时还需要泥三角，故答案为：坩埚、泥三角；
（5）Y为阴极，发生还原反应生成氢气，电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-），X为阳极，生成氧气，同时促进水的电离，阳极附近pH减小，则可能还生成二氧化碳气体，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-）；O₂；CO₂．