Question

（1５分）
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：

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⁺，流程示意如下：

① 過程Ⅳ除去的離子是______。
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，在電解槽的陰極區生成NaOH，結合化學平衡原理解釋：_______。

Answer 1

（15分）
（1）SO₄^2-
（2）① 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
Fe ³⁺已除盡；反之沒除盡
② BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完全
③ 2Mg²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O ="=" Mg₂(OH)₂CO₃↓+ CO₂↑
④ 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 NH₄⁺、I^-
② 5S₂O₃^2- + 8IO₃^- + 2OH^- ="=" 4I₂ + 10SO₄^2- + H₂O
③ H⁺在陰極上得電子變成H₂逸出，使H₂OH⁺ +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

試題分析：（1）BaCl₂溶液與粗鹽水中的SO₄^2-離子反應生成硫酸鋇沉淀，所以過程Ⅰ除去的離子是SO₄^2-離子；
（2）①檢測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Fe ³⁺已除盡；反之沒除盡；
②從表中數據可知，BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完全
③ 溶液中的Mg²⁺與CO₃^2-發生水解而生成沉淀，除去鎂離子的離子方程式為2Mg²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O ="=" Mg₂(OH)₂CO₃↓+ CO₂↑
④ 檢測沉淀是否完全，只需檢測溶解度較大的沉淀即可。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NaClO，有N₂放出，說明過程Ⅳ除去的離子是NH₄⁺；
②Na₂S₂O₃將IO₃^- 還原為I₂，本身被還原成SO₄^2- +，離子方程式為 5S₂O₃^2- + 8IO₃^- + 2OH^- ="=" 4I₂ + 10SO₄^2- + H₂O；
③ H⁺在陰極上放電變成H₂逸出，使H₂OH⁺ +OH^-電離平衡向右移動，使陰極區OH^-離子濃度增大，Na⁺向陰極區移動，最后NaOH在陰極區生成。