Question

(14分)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Ca^2＋、Mg^2＋、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Ca^2＋、Mg^2＋及过量Ba^2＋是否除尽时，只需检测Ba^2＋即可，原因是____________。
（3）第二次精制要除去微量的I^－、IO₃^－ 、NH₄^＋ 、Ca^2＋、Mg^2＋，流程示意如下：

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

（1）SO₄^2－             
（2）①BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2－沉淀更完全
②在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂(OH)₂CO₃中，BaCO₃的溶解度最大，若Ba^2＋沉淀完全，则说明Mg^2＋ 和Ca^2＋也沉淀完全
（3）① NH₄^＋ 、I^－                   
 ② 5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－ =  4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O
③阴极，阳

试题分析：⑴加入过量BaCl₂溶液能除去粗盐水中的SO₄^2－；
⑵①由于BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，用CaCl₂不能将SO₄^2－沉淀完全，故选用BaCl₂才能将其除尽；
②在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂(OH)₂CO₃等沉淀中，BaCO₃的溶解度相对最大，若Ba^2＋沉淀完全，则说明Mg^2＋ 和Ca^2＋也沉淀完全；
⑶①NaClO有强氧化性能将NH₄^＋ 、I^－等分别氧化为N₂、IO₃^－ 除去
②据题意首先根据得失电子守恒有5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－―― 4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O，再根据电荷守恒有5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－――4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O，最后根据原子守恒得5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－ =  4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O。
③电解饱和食盐水在阴极区得NaOH和H₂，在阳极区得Cl₂，用阳离子交换膜(只允许阳离子通过、阴离子和气体不能通过)能阻止Cl₂与NaOH、H₂混合反应。