Question

工业碳酸钠(纯度约为98％)中含有Mg 2 ＋ 、Fe 2 ＋ 、Cl － 和SO 4 2 － 等杂质，提纯工艺流程如下：

工业碳酸钠(纯度约为98％)中含有Mg 2 ＋ 、Fe 2 ＋ 、Cl － 和SO 4 2 － 等杂质，提纯工艺流程如下： 已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示： 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Na 2 CO 3 溶液（装置如图），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 。

Answer 1

（1）升温加快溶解速率、除去铁元素【或加热促进Fe 3+ （Fe 2+ ）的水解或氧化Fe 2+ 】（2分）；Mg 2+ +2OH － =" Mg" (OH) 2 ↓（或MgCO 3 +2OH － =" Mg" (OH) 2 +CO 3 2 － ） （2分） （2）不低于36℃（2分）； 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（2分） （3）足量的Ba(NO 3 ) 2 和HNO 3 溶液（1分）、少量的AgNO 3 溶液（1分） （4）坩埚、泥三角（2分）（答酒精灯不倒扣分，其余答错一个倒扣1分，直到本小问0分） （5）2H + +2e - =H 2 ↑（或2H 2 O +2e - = H 2 ↑+2OH - ，2分）；O 2 ；CO 2 （写名称也给分，各1分，共2分）

试题分析：（1）溶解时通入热空气可以加快溶解速率，同时可以氧化亚铁离子为铁离子，方便除去铁元素；镁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀，离子方程式为Mg 2+ +2OH － =" Mg" (OH) 2 ↓； （2）碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出不同的溶质，据图可知，低于36℃时会生成Na 2 CO 3 ·7H 2 O等，所以“趁热过滤”时的温度应控制在不能低于36℃；过滤后洗涤固体时不同于一般的洗涤，仍要注意蒸馏水的温度不能低于36℃，所以正确操作是向过滤器中加入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）因为溶液中存在SO 4 2 － ，对Cl - 的检验带来干扰，所以在检验Cl - 前先除去SO 4 2 － ，所用试剂是足量的Ba(NO 3 ) 2 和HNO 3 溶液，然后在加入硝酸银溶液，观察现象，进行判断； （4）坩埚有不同的类型，实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有瓷坩埚、泥三角； （5）Y极是阴极，阳离子放电发生还原反应，电极反应式为2H 2 O +2e - = H 2 ↑+2OH - ，X极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气，所以X极产生的气体一定有氧气，X极氢氧根离子放电，导致氢离子浓度增大，所以溶液中的碳酸根离子与氢离子反应会生成二氧化碳气体，因此气体中还可能含有二氧化碳。