Question

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等工业的重要原料．工业碳酸钠（纯度约98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等工业的重要原料．工业碳酸钠（纯度约98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO等杂质，提纯工艺流程如图1，已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如图2所示：回答下列问题：（1）滤渣的主要成分为______．（2）“趁热过滤”的原因是______．（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是______（写出1种）．（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是______．

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Answer 1

（1）工业碳酸钠（纯度约98%）中含有Mg²⁺，Fe³⁺，Ca²⁺，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成沉淀Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃，滤渣的主要成分为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃．
故答案为：Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃；
（2）根据所给的坐标图可以发现：温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，若不趁热过滤将析出晶体，所以“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，使后续的加热脱水耗时长．故答案为：使析出的晶体为Na₂CO₃?H₂O，防止因温度过低而析出Na₂CO₃?10H₂O晶体，令后续加热脱水耗时长；
（3）在实验室进行“趁热过滤”时，要注意减少过滤的时间和保持过滤时的温度，可采取的措施是用预热过滤装置（或已预热的布氏漏斗趁热抽滤，或用常压热过滤漏斗进行过滤）．故答案为：用已预热的热滤漏斗或用热毛巾捂住漏斗的外壁进行过滤；
（4）根据流程图内容“母液”中存在氯离子和硫酸根离子，若参与循环，将使离子浓度增大，导致产品纯度降低．故答案为：产品纯度降低，因为“母液”多次循环后Cl^-、SO₄^2- 累积导致产生杂质氯化钠和硫酸钠．
故答案为：（1）Mg（OH）₂、Fe（OH）₃、CaCO₃
（2）使析出的晶体为Na₂CO₃?H₂O，防止因温度过低而析出Na₂CO₃?10H₂O晶体，令后续加热脱水耗时长
（3）用已预热的热滤漏斗或用热毛巾捂住漏斗的外壁进行过滤
（4）产品纯度降低，因为“母液”多次循环后Cl^-、SO₄^2- 累积导致产生杂质氯化钠和硫酸钠．