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⁺、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．濾液用鹽酸調節pH，獲得一次精制鹽水．
（1）過程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檢測Fe³⁺是否除盡的方法是

 

．
②過程Ⅰ選用BaCl₂而不選用CaCl₂，運用表中數據解釋原因

 

．
③除去Mg²⁺的離子方程式是

 

．
④檢測Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺是否除盡時，只需檢測

 

（填離子符號）．
（2）第二次精制要除去微量的I^-、IO₃^-、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如下：

①過程Ⅳ除去的離子是

 

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

 

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③過程VI中，在電解槽的陰極區生成NaOH，結合化學平衡原理解釋：

 

．

Answer 1

考點：粗鹽提純,物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）①根據檢驗鐵離子的方法進行分析Fe³⁺是否除盡的方法；
②根據表中數據分析BaSO₄與CaSO₄的溶解度大小，溶解度越小，沉淀越完全；
③鎂離子能夠與碳酸根離子反應生成Mg₂（OH）₂CO₃沉淀，從而除去鎂離子雜質，據此寫出反應的離子方程式；
④根據BaCO₃、CaCO₃、Mg₂（OH）₂CO₃ 的溶解度進行分析；
（3）①次氯酸根離子具有強氧化性，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生氧化還原反應，同時被氧化成硫酸根離子，據此寫出反應的離子方程式；
③根據電解原理及水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-進行分析在電解槽的陰極區生成NaOH原理．

解答： 解：（1）①檢測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；
②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；
③鎂離子能夠與碳酸根離子反應生成難溶物Mg₂（OH）₂CO₃，反應的離子方程式為：2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑，
故答案為：2Mg²⁺+2CO₃^2-+H₂O═Mg₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑；
④根據步驟數據可知，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，所以檢測Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺是否除盡時，只需檢測Ba²⁺即可，
故答案為：Ba²⁺；
（2）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^-在陰極區濃度增大，Na⁺向陰極區移動，最后NaOH在陰極區生成，
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，OH^-在陰極區濃度增大，Na⁺向陰極區移動，最后NaOH在陰極區生成．

點評：本題考查了粗鹽的提純、難溶電解質的沉淀平衡及轉化、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，知識點較多，注意掌握粗鹽的提純方法、物質的分離與提純原則，明確電解原理及應用方法，能夠正確書寫離子方程式．