海水晒盐中,粗盐制取精盐时,为什么最佳方案是先加过量NaOH溶液,而不是别的?

海水晒盐制取食盐(NaCl)中,粗盐中有Ca2+(钙离子) Mg2+(镁离子) SO4 2-(硫酸根) 不溶性泥沙等杂质。提纯过程:先加入以下溶液:(顺序未定、均为过量溶液)NaOH、Na2CO3(碳酸钠,也叫纯碱)、BaCl2,然后再过滤,再加入适量/过量 稀盐酸,最后蒸发结晶,若不考虑其他杂质则得到精盐(纯NaCl)。
我已经知道了加三种溶液时,BaCl2必须在Na2CO3前面。
某资料上表示其他三种方案中最佳方案是先加NaOH溶液
问题:为什么最佳答案是先加NaOH溶液,把它加在BaCl2、Na2CO3中间或后面,不一样吗?

这就要看溶解性了,再难溶的物质也有一定的溶解度,只不过有大有小。在我们做题目中,就自然而然得把它略去了。
已知沉淀的物质可以再反应,生成更难溶的物质。先加NaOH溶液,就是为了去掉 Mg2+(镁离子)。 18 ℃ 时: 溶解度 溶解度
MgCO3 0.011g Mg(OH)2 0.00084g
CaCO3 0.009327g Ca(OH)2 0.173g
如果先加Na2CO3,产生的MgCO3就会浪费一部分NaOH,产生的CaCO3 也会浪费一部分NaOH,这就是为什么先加NaOH溶液的原因。
总之,归为一点,就是节省NaOH追问

为什么会浪费NaOH?Mg2+的个数不发生改变,Mg最终都要变成Mg(OH)2,所以消耗的NaOH都是一样的啊。

追答

若先加NaOH,
2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl,Mg2+除掉,增加杂质NaOH
再加BaCl2,
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl2,SO42-除掉,增加杂质BaCl2
最后加Na2CO3,
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,BaCl2除掉,
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,Ca2+除掉,增加杂质Na2CO3
过滤后,加盐酸,就除掉NaOH、Na2CO3,不仔细写了;
另外,BaCO3与BaSO4的溶解度都低于1*10-8,就不代进计算了;

若先加BaCl2,
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl2,SO42-除掉,增加杂质BaCl2
再加Na2CO3,
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,BaCl2除掉,
MgCl2+Na2CO3=MgCO3↓+2NaCl,Mg2+除掉,
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,Ca2+除掉,增加杂质Na2CO3
最后加NaOH,
2NaOH+MgCO3=Mg(OH)2+Na2CO3,MgCO3除掉,增加杂质NaOH,Na2CO3
过滤后,加盐酸,就除掉NaOH、Na2CO3;

先加BaCl2,
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl2,SO42-除掉,增加杂质BaCl2
再加NaOH,
2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl,Mg2+除掉,增加杂质NaOH
最后加Na2CO3
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,BaCl2除掉,
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,Ca2+除掉,增加杂质Na2CO3
过滤后,加盐酸,就除掉NaOH、Na2CO3;

这就是三种正确除杂的大致路线,试着比较一下,我有点头晕啊........
对了,上次说得"产生的CaCO3 也会浪费一部分NaOH"这句话是错的,不要管它。

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第1个回答  2013-01-13
先加入NaOH有两个优势:1、使你的溶液体系呈碱性(初始状态下你的溶液体系会因为Mg2+呈弱酸性,对Na2CO3不利);2、MgCO3是微溶性物质,使用Na2CO3不能除尽,而且加过Na2CO3以后残留在溶液中的Mg2+即使用NaOH也不能除尽。
因此Na2CO3必须在NaOH和BaCl2后面加入。至于NaOH和BaCl2谁先谁后那倒无所谓,效果都一样。
第2个回答  2013-01-12
你想的很对,其实NaOH在前、中、后都可以。这个除杂质,只要保证Ba2+在CO32-前面就行。

最后会有OH-和CO32-过量,然后用过量HCl除掉。所以,OH-在哪里都可以。

但是,一般选择题中,往往顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3,所以一般老师都会让学生这么背下来。追问

我们老师没让背,她现在也在联合整个办公室的老师纠结这道题。

追答

其实,NaOH在哪都可以。(当然不能在HCl后面)

以前曾经做过题,就是把NaOH放第三个,导致很多学生做错。因为出题人知道有的学生没有真正理解,而把答案背下来,所以会特意出一道,顺序不同于书上的答案。

所以,很多化学知识,应该真正的理解其原理,而不应该死记硬背。

第3个回答  2013-01-12
楼上说的对,就是节省NaOH。

实话实说,这个流程只是课堂给同学们思考用的,回答的人也都是教师和学生。这根本不可能是真正的工业制造精盐流程,因为加的这些药剂成本和增加的淡水的费用太高了,经济效益呀大大的亏损,工业盐可是很便宜的东西。真正的工业流程是:采用三次洗涤方法洗涤盐浆以去除钙镁离子使氯化钠含量超过99.4%,精制盐达到优级盐质量。蒸发结晶过程中盐浆会夹带大量的母液母液中含有大量的钙、镁杂质一般直接卖给厂家做化工原料。
第4个回答  2013-01-13
过程中引入了钡离子,所以NaCO3必须在BaCl2后面,至于NaOH的顺序是无碍的