Question

（1５分）
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⁺、Fe³⁺、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，获得一次精制盐水。
（1）过程Ⅰ除去的离子是______。
（2）过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表：

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 检测Fe³⁺是否除尽的方法是______。
② 过程Ⅰ选用BaCl₂而不选用CaCl₂，运用表中数据解释原因______。
③ 除去Mg²⁺的离子方程式是______。
④ 检测Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺是否除尽时，只需检测Ba²⁺即可，原因是_____。
（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除去的离子是______。
② 盐水b中含有SO₄^2-。Na₂S₂O₃将IO₃^- 还原为I₂的离子方程式是______。
③ 过程VI中，在电解槽的阴极区生成NaOH，结合化学平衡原理解释：_______。

Answer 1

（15分）
（1）SO₄^2-
（2）① 取少量过程II后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若溶液不变红，说明
Fe ³⁺已除尽；反之没除尽
② BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完全
③ 2Mg²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O ="=" Mg₂(OH)₂CO₃↓+ CO₂↑
④ 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）① NH₄⁺、I^-
② 5S₂O₃^2- + 8IO₃^- + 2OH^- ="=" 4I₂ + 10SO₄^2- + H₂O
③ H⁺在阴极上得电子变成H₂逸出，使H₂OH⁺ +OH^-电离平衡向右移动，OH^-在阴极区浓度增大，Na⁺向阴极区移动，最后NaOH在阴极区生成

试题分析：（1）BaCl₂溶液与粗盐水中的SO₄^2-离子反应生成硫酸钡沉淀，所以过程Ⅰ除去的离子是SO₄^2-离子；
（2）①检测Fe³⁺是否除尽的方法是取少量过程II后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若溶液不变红，说明Fe ³⁺已除尽；反之没除尽；
②从表中数据可知，BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完全
③ 溶液中的Mg²⁺与CO₃^2-发生水解而生成沉淀，除去镁离子的离子方程式为2Mg²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O ="=" Mg₂(OH)₂CO₃↓+ CO₂↑
④ 检测沉淀是否完全，只需检测溶解度较大的沉淀即可。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）①过程Ⅳ加入NaClO，有N₂放出，说明过程Ⅳ除去的离子是NH₄⁺；
②Na₂S₂O₃将IO₃^- 还原为I₂，本身被还原成SO₄^2- +，离子方程式为 5S₂O₃^2- + 8IO₃^- + 2OH^- ="=" 4I₂ + 10SO₄^2- + H₂O；
③ H⁺在阴极上放电变成H₂逸出，使H₂OH⁺ +OH^-电离平衡向右移动，使阴极区OH^-离子浓度增大，Na⁺向阴极区移动，最后NaOH在阴极区生成。