Question

12．制烧碱所用盐水需两次精制．第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等离子，过程如下：
Ⅰ．向粗盐水中加入过量BaCl₂溶液，过滤；
Ⅱ．向所得滤液中加入过量Na₂CO₃溶液，过滤；
Ⅲ．滤液用盐酸调节pH，获得第一次精制盐水．
（1）过程Ⅰ除去的离子是SO₄^2-．
（2）过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表，请依据表中数据解释下列问题：
CaSO₄ Mg₂（OH）₂CO₃ CaCO₃ BaSO₄ BaCO₃．
2.6×10^-2 2.5×10^-4 7.8×10^-4 2.4×10^-4 1.7×10^-3
①过程Ⅰ选用BaCl₂而不选用CaCl₂的原因为BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完全．
②过程II之后检测Ca²⁺、Mg²⁺及过量Ba²⁺是否除尽时，只需检测Ba²⁺即可，原因是在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃中，BaCO₃的溶解度最大，若Ba²⁺沉淀完全，则说明Mg²⁺ 和Ca²⁺也沉淀完全．
（3）第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如下：

①过程Ⅳ除去的离子有NH₄⁺、I^-．
②盐水b中含有SO₄^2-．Na₂S₂O₃将IO₃^-还原为I₂的离子方程式是5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-=4I₂+10SO₄^2-+H₂O．
③过程VI中，产品NaOH在电解槽的阴极区生成（填“阳极”或“阴极”），该电解槽为阳离子交换膜电解槽（填“阳”或“阴”）．

Answer 1

分析 （1）根据氯化钡能够与硫酸根离子反应生成硫酸钡进行解答；
（2）①根据表中数据分析BaSO₄与CaSO₄的溶解度大小，溶解度越小，沉淀越完全；
②根据BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 的溶解度进行分析；
（3）①次氯酸根离子具有强氧化性，能够氧化铵根离子和碘离子；
②Na₂S₂O₃具有还原性，能够与碘酸根离子发生氧化还原反应，同时被氧化成硫酸根离子，据此写出反应的离子方程式；
③电解饱和食盐水在阴极区得NaOH和H₂，在阳极区得Cl₂．

解答 解：（1）加入过量BaCl₂溶液能除去粗盐水中的SO₄^2-；故答案为：SO₄^2-；
（2）①由于BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，用CaCl₂不能将SO₄^2-沉淀完全，故选用BaCl₂才能将其除尽；
故答案为：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完全；
②在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃等沉淀中，BaCO₃的溶解度相对最大，若Ba²⁺沉淀完全，则说明Mg²⁺ 和Ca²⁺也沉淀完全；
故答案为：在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃中，BaCO₃的溶解度最大，若Ba²⁺沉淀完全，则说明Mg²⁺ 和Ca²⁺也沉淀完全；
（3）①NaClO有强氧化性能将NH₄⁺、I^-等分别氧化为N₂、IO₃^- 除去；
故答案为：NH₄⁺、I^-；
②据题意首先根据得失电子守恒有5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^---4I₂+10SO₄^2-+H₂O，再根据电荷守恒有5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^---4I₂+10SO₄^2-+H₂O，最后根据原子守恒得5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-=4I₂+10SO₄^2-+H₂O；
故答案为：5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-=4I₂+10SO₄^2-+H₂O；
③电解饱和食盐水在阴极区得NaOH和H₂，在阳极区得Cl₂，用阳离子交换膜（只允许阳离子通过、阴离子和气体不能通过）能阻止Cl₂与NaOH、H₂混合反应；
故答案为：阴极；阳．

点评 本题考查了粗盐的提纯、难溶电解质的沉淀平衡及转化、电解原理、离子方程式的书写等知识，题目难度中等，试题涉及的题量较大，知识点较多，注意掌握粗盐的提纯方法、物质的分离与提纯原则，明确电解原理及应用方法，能够正确书写离子方程式．