Question

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⁺、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，獲得第一次精制鹽水．
（1）過程Ⅰ除去的離子是

 

．
（2）過程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表，請依據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋下列問題：

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選用BaCl₂而不選用CaCl₂的原因為

 

．
②過程II之后檢測Ca²⁺、Mg²⁺及過量Ba²⁺是否除盡時，只需檢測Ba²⁺即可，原因是

 

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

①過程Ⅳ除去的離子有

 

、

 

．
②鹽水b中含有SO₄^2-．Na₂S₂O₃將IO₃^-還原為I₂的離子方程式是

 

．
③過程VI中，產(chǎn)品NaOH在電解槽的

 

區(qū)生成（填“陽極”或“陰極”），該電解槽為

 

離子交換膜電解槽（填“陽”或“陰”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

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）①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；
②根據(jù)BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 的溶解度進(jìn)行分析；
（3）①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；
②Na₂S₂O₃具有還原性，能夠與碘酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時被氧化成硫酸根離子，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
③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原理以及判斷此交換膜．

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）①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-沉淀更完全；
②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；
（3）①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^-；
②鹽水b中含有SO₄^2-，Na₂S₂O₃將IO₃^-還原為I₂，Na₂S₂O₃被氧化成硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-═4I₂+10SO₄^2-+H₂O，故答案為：5S₂O₃^2-+8IO₃^-+2OH^-═4I₂+10SO₄^2-+H₂O；
③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，OH^-在陰極區(qū)濃度增大，Na⁺向陰極區(qū)移動，最后NaOH在陰極區(qū)生成，故此交換膜為陽離子交換膜，故答案為：陰極，陽．

點(diǎn)評：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，題目難度中等，試題涉及的題量較大，知識點(diǎn)較多，注意掌握粗鹽的提純方法、物質(zhì)的分離與提純原則，明確電解原理及應(yīng)用方法，能夠正確書寫離子方程式．