Question

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

 

．
（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

 

．
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

 

．
（3）第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如图：

①过程Ⅳ除去的离子有

 

、

 

．
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，产品NaOH在电解槽的

 

区生成（填“阳极”或“阴极”），该电解槽为

 

离子交换膜电解槽（填“阳”或“阴”）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

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原理以及判断此交换膜．

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）①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-沉淀更完全；
②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；
（3）①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^-；
②盐水b中含有SO₄^2-，Na₂S₂O₃将IO₃^-还原为I₂，Na₂S₂O₃被氧化成硫酸根离子，反应的离子方程式为：5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-═4I₂+10SO₄^2-+H₂O，故答案为：5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-═4I₂+10SO₄^2-+H₂O；
③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，故此交换膜为阳离子交换膜，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．