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四川省钙芒硝矿(主要成分CaSO4•Na2SO4)资源丰富.钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na2SO4•10H2O)和元明粉(Na2SO4),其简要生产流程如图1所示.请回答下列问题:(1)浸取Na2SO4时,
更新时间: 2025-08-24 02:01:37
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问题描述:

四川省钙芒硝矿(主要成分CaSO4•Na2SO4)资源丰富.钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na2SO4•10H2O)和元明粉(Na2SO4),其简要生产流程如图1所示.

请回答下列问题:

(1)浸取Na2SO4时,加入少量Na2CO3可使钙芒硝矿中的部分CaSO4转化为CaCO3,破坏钙芒硝矿结构,从而促进Na2SO4的浸取.CaSO4能转化为CaCO3的原因是___

(2)向Na2SO4的浸取液中加入适量烧碱和纯碱,Ca2+和Mg2+分别生成___、___(填写化学式)被过滤除去.

(3)根据如图2溶解度曲线,可采用冷却结晶法从含少量NaCl的Na2SO4饱和溶液中制得芒硝的原因是:

___

(4)已知:25℃、101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-222kJ/mol

4Na2SO3(s)=3Na2SO4(s)+Na2S(s)△H=-122kJ/mol

2Na2SO3 (s)+O2(g)=2Na2SO4(s)△H=-572kJ/mol

元明粉经碳还原制备Na2S的热化学方程式是___

(5)如图3,用惰性电极电解Na2SO4溶液,阳极区制得H2SO4溶液,阴极区制得NaOH溶液.其电解总反应的化学方程式是___.

(6)芒硝加热至70℃时,得到Na2SO4的饱和溶液(结晶水作溶剂,忽略加热过程中水的蒸发)和无水Na2SO4.若3220kg芒硝加热到70℃时,可析出元明粉(Na2SO4)的质量是___Kg.

公丕臻回答:
  芒硝矿(主要成分CaSO4•Na2SO4)资源丰富.钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na2SO4•10H2O)和元明粉(Na2SO4),芒硝矿加入碳酸钠溶液浸取Na2SO4时,利用碳酸钙溶解度小于硫酸钙,加入少量Na2CO3可使钙芒硝矿中的部分CaSO4转化为CaCO3,得到滤液含有Mg2+,Ca2+,Cl-,加入烧碱沉淀镁离子,加入碳酸钠除去钙离子过滤浓缩得到含氯离子的硫酸钠溶液,浓缩结晶过滤得到芒硝,70°C加热得到Na2SO4的饱和溶液(结晶水作溶剂,忽略加热过程中水的蒸发)和无水Na2SO4;   (1)浸取Na2SO4时,加入少量Na2CO3可使钙芒硝矿中的部分CaSO4转化为CaCO3,破坏钙芒硝矿结构,从而促进Na2SO4的浸取.CaSO4能转化为CaCO3的原因是碳酸钙比硫酸钙难溶,加入碳酸钠溶液使CaSO4能转化为CaCO3,   故答案为:碳酸钙溶解度小于硫酸钙;   (2)加入碳酸钠溶液沉淀钙离子生成碳酸钙沉淀,化学式为CaCO3,加入氢氧化钠沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀化学式为Mg(OH)2,   故答案为:CaCO3;Mg(OH)2;   (3)采用冷却结晶法从含少量NaCl的Na2SO4饱和溶液中制得芒硝的原因是,图象分析可知40°C内,Na2SO4•10H2O的溶解度随温度的降低显著减小,而NaCl的溶解度基本不变,冷却时只有Na2SO4•10H2O结晶析出,   故答案为:40°C内,Na2SO4•10H2O的溶解度随温度的降低显著减小,而NaCl的溶解度基本不变,冷却时只有Na2SO4•10H2O结晶析出;   (4)依据热化学方程式和盖斯定律计算所得热化学方程式,   ①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-222kJ/mol   ②4Na2SO3(s)=3Na2SO4(s)+Na2S(s)△H=-122kJ/mol   ③2Na2SO3(s)+O2(g)=2Na2SO4(s)△H=-572kJ/mol   依据盖斯定律计算得到,(①-③)×2+②得到元明粉经碳还原制备Na2S的热化学方程式是:Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g)△=+578KJ/mol,   故答案为:Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g)△=+578KJ/mol;   (5)用惰性电极电解Na2SO4溶液,阳极区是氢氧根离子失电子生成氧气,氢离子浓度增大制得H2SO4溶液,阴极区是氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大制得NaOH溶液,反应的化学方程式为:2Na2SO4+6H2O 通电 . 
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