Question

19．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．
已知：过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如表：
完成下列填空：

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除去的离子是SO₄^2-．
（2）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Fe³⁺已除尽，反之没除尽．
（3）过程Ⅰ选用BaCl₂而不选用CaCl₂，请运用表中数据解释原因BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完．
（4）除去Mg²⁺的离子方程式是2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑．
（5）检测Ca²⁺、Mg²⁺、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．
第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如下：

（6）过程Ⅳ除去的离子是NH₄⁺、I^-．
（7）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H⁺在阴极上得电子变成H₂逸出，使H₂O?H⁺+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．

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）根据检验铁离子的方法进行分析Fe³⁺是否除尽的方法；
（3）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；
（4）镁离子能够与碳酸根离子反应生成Mg₂（OH）₂CO₃沉淀，从而除去镁离子杂质，据此写出反应的离子方程式；
（5）根据BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 的溶解度进行分析；
第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，精制盐水先加次氯酸钠，将NH₄⁺氧化成氮气，同时将I^-氧化成I₂，在盐水a中再加入硫代硫酸钠，将IO₃^-还原成I₂，同时被氧化成硫酸根离子，除去溶液中的I₂，得盐水b，通过离子交换法除去Ca²⁺、Mg²⁺，得盐水c再电解得氢氧化钠溶液，
（6）次氯酸根离子具有强氧化性，能够氧化铵根离子和碘离子；
（7）根据电解原理及水的电离平衡H₂O?H⁺+OH^-进行分析在电解槽的阴极区生成NaOH原理．

解答 解：（1）向粗盐水中加入过量BaCl₂溶液，硫酸根离子与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，通过过滤除去硫酸钡，从而除去杂质SO₄^2-，
故答案为：SO₄^2-；
（2）检测Fe³⁺是否除尽的方法为：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Fe³⁺已除尽，反之没除尽，
故答案为：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Fe³⁺已除尽，反之没除尽；
（3）硫酸钡的溶度积为2.4×10^-4，硫酸钙的溶度积为2.6×10^-2，显然硫酸钙的溶度积大于硫酸钡，即BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完，
故答案为：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完；
（4）镁离子能够与碳酸根离子反应生成难溶物Mg₂（OH）₂CO₃，反应的离子方程式为：2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑，
故答案为：2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑；
（5）根据步骤数据可知，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，
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；
第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，精制盐水先加次氯酸钠，将NH₄⁺氧化成氮气，同时将I^-氧化成I₂，在盐水a中再加入硫代硫酸钠，将IO₃^-还原成I₂，同时被氧化成硫酸根离子，除去溶液中的I₂，得盐水b，通过离子交换法除去Ca²⁺、Mg²⁺，得盐水c再电解得氢氧化钠溶液，
（6）过程Ⅳ加入次氯酸钠，次氯酸根离子能够氧化NH₄⁺、I^-，从而除去杂质NH₄⁺、I^-，
故答案为：NH₄⁺、I^-；
（7）电解过程中，H⁺在阴极上得电子变成H₂逸出，使H₂O?H⁺+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，
故答案为：H⁺在阴极上得电子变成H₂逸出，使H₂O?H⁺+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．

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．