Question

19．制燒堿所用鹽水需兩次精制．第一次精制主要是用沉淀法除去粗鹽水中Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等離子，過程如下：
Ⅰ．向粗鹽水中加入過量BaCl₂溶液，過濾；
Ⅱ．向所得濾液中加入過量Na₂CO₃溶液，過濾；
Ⅲ．濾液用鹽酸調(diào)節(jié)pH，獲得一次精制鹽水．
已知：過程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）過程Ⅰ除去的離子是SO₄^2-．
（2）檢測(cè)Fe³⁺是否除盡的方法是取少量過程II后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅，說明Fe³⁺已除盡，反之沒除盡．
（3）過程Ⅰ選用BaCl₂而不選用CaCl₂，請(qǐng)運(yùn)用表中數(shù)據(jù)解釋原因BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完．
（4）除去Mg²⁺的離子方程式是2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑．
（5）檢測(cè)Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺是否除盡時(shí)，只需檢測(cè)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，則說明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）過程Ⅳ除去的離子是NH₄⁺、I^-．
（7）過程VI中，在電解槽的陰極區(qū)生成NaOH，結(jié)合化學(xué)平衡原理解釋H⁺在陰極上得電子變成H₂逸出，使H₂O?H⁺+OH^-電離平衡向右移動(dòng)，OH^-在陰極區(qū)濃度增大，Na⁺向陰極區(qū)移動(dòng)，最后NaOH在陰極區(qū)生成．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯化鋇能夠與硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)檢驗(yàn)鐵離子的方法進(jìn)行分析Fe³⁺是否除盡的方法；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析BaSO₄與CaSO₄的溶解度大小，溶解度越小，沉淀越完全；
（4）鎂離子能夠與碳酸根離子反應(yīng)生成Mg₂（OH）₂CO₃沉淀，從而除去鎂離子雜質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（5）根據(jù)BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 的溶解度進(jìn)行分析；
第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，精制鹽水先加次氯酸鈉，將NH₄⁺氧化成氮?dú)猓�同時(shí)將I^-氧化成I₂，在鹽水a(chǎn)中再加入硫代硫酸鈉，將IO₃^-還原成I₂，同時(shí)被氧化成硫酸根離子，除去溶液中的I₂，得鹽水b，通過離子交換法除去Ca²⁺、Mg²⁺，得鹽水c再電解得氫氧化鈉溶液，
（6）次氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性，能夠氧化銨根離子和碘離子；
（7）根據(jù)電解原理及水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-進(jìn)行分析在電解槽的陰極區(qū)生成NaOH原理．

解答 解：（1）向粗鹽水中加入過量BaCl₂溶液，硫酸根離子與氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，通過過濾除去硫酸鋇，從而除去雜質(zhì)SO₄^2-，
故答案為：SO₄^2-；
（2）檢測(cè)Fe³⁺是否除盡的方法為：取少量過程II后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN 溶液，若溶液不變紅，說明Fe³⁺已除盡，反之沒除盡，
故答案為：取少量過程II后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN 溶液，若溶液不變紅，說明Fe³⁺已除盡，反之沒除盡；
（3）硫酸鋇的溶度積為2.4×10^-4，硫酸鈣的溶度積為2.6×10^-2，顯然硫酸鈣的溶度積大于硫酸鋇，即BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完，
故答案為：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完；
（4）鎂離子能夠與碳酸根離子反應(yīng)生成難溶物Mg₂（OH）₂CO₃，反應(yīng)的離子方程式為：2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑，
故答案為：2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑；
（5）根據(jù)步驟數(shù)據(jù)可知，在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 中，BaCO₃的溶解度最大，若Ba²⁺沉淀完全，則說明Mg²⁺ 和Ca²⁺也沉淀完全，
故答案為：在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 中，BaCO₃的溶解度最大，若Ba²⁺沉淀完全，則說明Mg²⁺ 和Ca²⁺也沉淀完全；
第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，精制鹽水先加次氯酸鈉，將NH₄⁺氧化成氮?dú)猓�同時(shí)將I^-氧化成I₂，在鹽水a(chǎn)中再加入硫代硫酸鈉，將IO₃^-還原成I₂，同時(shí)被氧化成硫酸根離子，除去溶液中的I₂，得鹽水b，通過離子交換法除去Ca²⁺、Mg²⁺，得鹽水c再電解得氫氧化鈉溶液，
（6）過程Ⅳ加入次氯酸鈉，次氯酸根離子能夠氧化NH₄⁺、I^-，從而除去雜質(zhì)NH₄⁺、I^-，
故答案為：NH₄⁺、I^-；
（7）電解過程中，H⁺在陰極上得電子變成H₂逸出，使H₂O?H⁺+OH^-電離平衡向右移動(dòng)，OH^-在陰極區(qū)濃度增大，Na⁺向陰極區(qū)移動(dòng)，最后NaOH在陰極區(qū)生成，
故答案為：H⁺在陰極上得電子變成H₂逸出，使H₂O?H⁺+OH^-電離平衡向右移動(dòng)，OH^-在陰極區(qū)濃度增大，Na⁺向陰極區(qū)移動(dòng)，最后NaOH在陰極區(qū)生成．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了粗鹽的提純、難溶電解質(zhì)的沉淀平衡及轉(zhuǎn)化、電解原理、離子方程式的書寫等知識(shí)，題目難度中等，試題涉及的題量較大，知識(shí)點(diǎn)較多，注意掌握粗鹽的提純方法、物質(zhì)的分離與提純?cè)瓌t，明確電解原理及應(yīng)用方法，能夠正確書寫離子方程式．