工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl—、S等杂质,提纯工

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^—、S等杂质,提纯工艺线路如下:

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:

Ⅱ.有关物质的溶度积如下:

回答下列问题:

(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为  ___________________________　;

向含有Mg²⁺、Fe³⁺的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg²⁺)∶c(Fe³⁺)=________　　　____________________________　　　。

(2)“趁热过滤”时的温度应控制在　　　　　　　________　　　　　　。

(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行?　　　　　　,并说明理由  _______　。

【答案】(1)Fe³⁺+3OH^-====Fe(OH)₃↓,

MgCO₃+2OH^-====Mg(OH)₂+C,

Mg²⁺+2OH^-====Mg(OH)₂↓　2.125×10²¹

(2)高于36℃

(3)不可行　若“母液”循环使用,则溶液中c(Cl^-)和c(S)增大,最后所得产物Na₂CO₃会混有杂质

【解析】(1)根据溶度积可以判断加入氢氧化钠后Fe³⁺和Mg²⁺生成沉淀;根据两者的溶度积可计算出pH=8时c(Mg²⁺)=5.61 mol·L^—1,c(Fe³⁺)=2.64×10^-21mol·L^-1,即可求出两者的比值。(2)“趁热过滤”主要是防止碳酸钠晶体的损失,所以温度不能低于36℃。(3)母液中不完全是有用成分,要考虑到其他离子对工艺的影响。