Question

某地湖盐中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、SO₄^2－等杂质离子，氨碱厂用该地湖盐制取烧碱。其中制得精制食盐水的过程如下：

（1）过程Ⅰ中将粗盐加水溶解需要适当加热，其目的是__________。

（2）过程Ⅱ的目的是除去SO₄^2－，加入的X溶液是__________。

（3）下表是过程Ⅱ、Ⅲ中生成的部分沉淀及其在20℃时的溶解度[g/100gH₂O]

CaSO4	Mg2(OH)2CO3	CaCO3	BaSO4	BaCO3	Fe(OH)3
2.6×10^－2	2.5×10^－4	7.8×10^－4	2.4×10^－4	1.7×10^－3	4.8×10^－9

①过程Ⅲ中生成的主要沉淀除CaCO₃和Fe(OH)₃外还有__________。

②过程Ⅳ中调节pH时发生的主要反应的离子方程式为__________。

（4）上述精制食盐水中还含有微量的I^－、IO₃^－、NH₄^＋、Ca^2＋、Mg^2＋，除去这些离子及进行电解的流程如下：

①过程V生成N₂的离子方程式为__________。

②过程Ⅳ可以通过控制Na₂S₂O₃的量，将IO₃^－还原成I₂，且盐水b中含有SO₄^2－，该过程中发生氧化还原反应，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。

③在过程Ⅳ中所用的Na₂S₂O₃俗称海波，是一种重要的化工原料。商品海波主要成分是Na₂S₂O₃·5H₂O。为了测定其含Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度，称取8.00g样品，配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，滴加淀粉溶液作指示剂，再用浓度为0.0500mol·L^－1的碘水滴定（发生反应2S₂O₃^2－＋I₂＝S₄O₆^2－＋2I^－），下表记录滴定结果：

滴定次数	滴定前读数（mL）	滴定后读数（mL）
第一次	0．30	29．12
第二次	0．36	30．56
第三次	1．10	29．88

计算样品的纯度为__________。

Answer

加快物质溶解 BaCl2溶液 BaCO3、Mg2(OH)2CO3 CO32-+2H+＝CO2↑+H2O 2NH4++3ClO-＝N2↑+3Cl-+2H++3H2O 8：5 89.28%

【解析】

粗盐在加热条件下溶解后加入氯化钡溶液，可除去SO42-，生成沉淀为BaSO4，滤液再加入碳酸钠，可生成CaCO3、Fe(OH)3、BaCO3、Mg2(OH)2CO3等沉淀，溶液中含有CO32-，加入盐酸除去CO32-，可得到精制盐水，以此解答（1）～（3）；（4）精制食盐水中还含有微量的I－、IO3－、NH4＋、Ca2＋、Mg2＋，加入NaClO氧化NH4＋生成氮气，然后加入Na2S2O3，将IO3－还原为I2，盐水b中含有Ca2+、Mg2+等，可用离子交换法除去，电解可得到氢氧化钠溶液，以此解答该题。

（1）将粗盐加水溶解需要适当加热，温度升高，可加快物质溶解；

（2）除去SO42-，可加入BaCl2溶液，生成BaSO4沉淀，即X为BaCl2溶液；

（3）①由表中数据可知，过程Ⅲ中生成的主要沉淀除CaCO3、Fe(OH)3外还有BaCO3、Mg2(OH)2CO3；

②滤液中含有过量的碳酸钠，过程Ⅳ中调节pH时发生的主要反应的离子方程式为CO32-+2H+＝CO2↑+H2O；

（4）①加入NaClO氧化铵根生成氮气，方程式为2NH4++3ClO-＝N2↑+3Cl-+2H++3H2O；

②加入Na2S2O3的量，将IO3－还原成I2，且盐水b中含有SO42－，可知反应中IO3－为氧化剂，化合价由+5价降低到0价，Na2S2O3为还原剂，反应中S元素化合价由+2价升高到+6价，总共升高8价，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为8：5；

③表中第二次实验数据误差较大，可舍去，则其它两次平均值为(29.12-0.30+29.88-1.10)mL/2=28.80mL，则n（I2）=0.0288L×0.0500mol•L-1=1.44×10-3mol，由反应2S2O32－＋I2＝S4O62－＋2I－可知25.00mL溶液中n（Na2S2O3）=2.88×10-3mol，则250mL溶液中含有0.0288mol Na2S2O3，则8.00g样品中Na2S2O3的纯度为(0.0288mol×248g/mol)/8g×100%=89.28%。