Question

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Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO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：

①检测Fe³⁺是否除尽的方法是______。

②过程Ⅰ选用BaCl₂而不选用CaCl₂，运用表中数据解释原因______。

③除去Mg²⁺的离子方程式是______。

④检测Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺是否除尽时，只需检测Ba²⁺即可，原因是_____。

(3)第二次精制要除去微量的I^-、IO、NH、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如下：

① 过程Ⅳ除去的离子是______。

② 盐水b中含有SO。Na₂S₂O₃将IO还原为I₂的离子方程式是________ 。

③ 过程VI中，在电解槽的阳极发生反应的电极方程式是：_________________。

Answer

SO 取少量过程II后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若溶液不变红，说明Fe 3+已除尽；反之没除尽 BaSO4的溶解度比CaSO4的小，可将SO沉淀更完全 2Mg2+ + 2CO + H2O = Mg2(OH)2CO3↓+ CO2↑ 在BaCO3、CaCO3、Mg2(OH)2CO3 中，BaCO3的溶解度最大，若Ba2+沉淀完全，则说明Mg2+ 和Ca2+也沉淀完全 NH、I- 5S2O+ 8IO + 2OH- =4I2 + 10SO+ H2O 2 Cl -- 2e- = Cl2↑

【解析】

第一次精制：向粗盐水中加入过量BaCl2溶液，Ba2+与SO得到BaSO4沉淀，过滤，除去BaSO4沉淀，向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液，除去Ca2+、Mg2+、Fe3+和过量的Ba2+，过滤后，用盐酸调节pH，除去过量的碳酸钠，得到精制盐水，结合表格数据分析解答(1)和(2)；

第二次精制：向第一次精制盐水(杂质离子为I-、IO、NH、Ca2+、Mg2+)中加入NaClO，NaClO具有氧化性，将I-氧化为I2、NH氧化为N2，再加入Na2S2O3，将IO还原为I2，分离出I2后，通过离子交换法除去Ca2+、Mg2+，电解剩余溶液(硫酸钠和氯化钠的混合溶液)得到NaOH，据此分析解答(3)。

(1)向粗盐水中加入过量BaCl2溶液，Ba2+与SO得到BaSO4沉淀，过滤，除去SO，故答案为：SO；

(2) ①Fe3+能够使KSCN 溶液变红，因此检测Fe3+是否除尽的方法是取少量过程II后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若溶液不变红，说明Fe 3+已除尽；反之没除尽，故答案为：取少量过程II后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若溶液不变红，说明Fe 3+已除尽；反之没除尽；

②根据表格数据可知，BaSO4的溶解度小于CaSO4，选用BaCl2，可将SO沉淀更完全，故过程Ⅰ选用的是BaCl2而不选用CaCl2，故答案为：BaSO4的溶解度比CaSO4的小，可将SO沉淀更完全；

③Mg2+与CO生成Mg2(OH)2CO3和二氧化碳，离子方程式为：2Mg2++2CO+H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑，故答案为：2Mg2++2CO+H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑；

④Ca2+、Mg2+、Ba2+以CaCO3、Mg2(OH)2CO3、BaCO3的形式除去，根据溶解度小的物质沉淀完全后溶解度大的才开始沉淀，由表格数据可知，碳酸钡的溶解度最大，若钡离子沉淀完全，则说明镁离子和钙离子也沉淀完全，故检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时，只需检测Ba2+即可，故答案为：在BaCO3、CaCO3、Mg2(OH)2CO3 中，BaCO3的溶解度最大，若Ba2+沉淀完全，则说明Mg2+和Ca2+也沉淀完全；

(3)①NaClO具有强氧化性，能将I-氧化，根据流程可知NH被氧化为N2，故过程Ⅳ除去的离子是NH、I-，故答案为：NH、I-；

②Na2S2O3将IO还原为I2，自身被氧化为SO，反应的离子方程式为：5S2O+8IO+2OH-═4I2+10SO+H2O，故答案为：5S2O+8IO+2OH-═4I2+10SO+H2O；

③ 过程VI中，电解硫酸钠和氯化钠的混合溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，在电解槽的阳极发生氧化反应，阳极的电极反应式为2 Cl -- 2e- = Cl2↑，故答案为：2 Cl- - 2e-= Cl2↑。