Question

(14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Ca^2＋、Mg^2＋、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，請依據表中數據解釋下列問題：

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Ca^2＋、Mg^2＋及過量Ba^2＋是否除盡時，只需檢測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 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，產品NaOH在電解槽的__________區生成(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

（1）SO₄^2－             
（2）①BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將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，則說明Mg^2＋ 和Ca^2＋也沉淀完全
（3）① NH₄^＋ 、I^－                   
 ② 5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－ =  4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O
③陰極，陽

試題分析：⑴加入過量BaCl₂溶液能除去粗鹽水中的SO₄^2－；
⑵①由于BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，用CaCl₂不能將SO₄^2－沉淀完全，故選用BaCl₂才能將其除盡；
②在BaCO₃、CaCO₃、Mg₂(OH)₂CO₃等沉淀中，BaCO₃的溶解度相對最大，若Ba^2＋沉淀完全，則說明Mg^2＋ 和Ca^2＋也沉淀完全；
⑶①NaClO有強氧化性能將NH₄^＋ 、I^－等分別氧化為N₂、IO₃^－ 除去
②據題意首先根據得失電子守恒有5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－―― 4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O，再根據電荷守恒有5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－――4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O，最后根據原子守恒得5S₂O₃^2－＋8IO₃^－ ＋2OH^－ =  4I₂＋10SO₄^2－＋H₂O。
③電解飽和食鹽水在陰極區得NaOH和H₂，在陽極區得Cl₂，用陽離子交換膜(只允許陽離子通過、陰離子和氣體不能通過)能阻止Cl₂與NaOH、H₂混合反應。