Question

2．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⁺、SO₄^2-等離子，過程如下：
Ⅰ、向粗鹽水中加入過量BaCl₂溶液，操作X；
Ⅱ、向所得濾液中加入過量Na₂CO₃溶液，過濾；
Ⅲ、濾液用鹽酸調節(jié)pH，獲得第一次精制鹽水．
（1）操作X使用的主要儀器為：漏斗、燒杯、玻璃棒．
（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BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完全．
②過程Ⅱ之后檢測Ca²⁺、Mg²⁺及過量Ba²⁺是否除盡時，只需檢測Ba²⁺即可，檢驗Ba²⁺的操作是取少量清液放置于試管中，先加入鹽酸，再加入硫酸鈉溶液，若無白色沉淀，則可證明溶液無Ba²⁺．
（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NH₄⁺的離子方程式是3ClO^-+2NH₄⁺=3Cl^-+N₂↑+2H⁺+3H₂O．
②實驗室從水溶液分離出I₂的操作名稱為萃取．
③過程Ⅵ中，產品NaOH在電解槽的陰極區(qū)生成（填“陽極”或“陰極”），該電解槽為陽離子交換膜電解槽（填“陽”或“陰”）．

Answer 1

分析 （1）向粗鹽水中加入過量BaCl₂溶液可生成硫酸鋇沉淀，分離沉淀應過濾；
（2）①根據表中數據分析BaSO₄與CaSO₄的溶解度大小，溶解度越小，沉淀越完全；
②可用硫酸鈉檢驗是否含有鋇離子；
（3）①次氯酸根離子具有強氧化性，能夠氧化銨根離子生成氮氣；
②可用萃取的方法分離碘；
③根據電解原理及水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-進行分析在電解槽的陰極區(qū)生成NaOH原理以及判斷此交換膜．

解答 解：（1）向粗鹽水中加入過量BaCl₂溶液，硫酸根離子與氯化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀，分離沉淀和溶液，可用過濾的方法，用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）①硫酸鋇的溶度積為2.4×10^-4，硫酸鈣的溶度積為2.6×10^-2，顯然硫酸鈣的溶度積大于硫酸鋇，即BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完，
故答案為：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可將SO₄^2-沉淀更完全；
②根據步驟數據可知，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，可取少量清液放置于試管中，先加入鹽酸，再加入硫酸鈉溶液，若無白色沉淀，則可證明溶液無Ba²⁺，
故答案為：取少量清液放置于試管中，先加入鹽酸，再加入硫酸鈉溶液，若無白色沉淀，則可證明溶液無Ba²⁺；
（3）①過程Ⅳ加入次氯酸鈉，次氯酸根離子能夠氧化NH₄⁺，可生成氮氣，反應的離子方程式為3ClO^-+2NH₄⁺=3Cl^-+N₂↑+2H⁺+3H₂O，
故答案為：3ClO^-+2NH₄⁺=3Cl^-+N₂↑+2H⁺+3H₂O；
②碘易溶于四氯化碳等有機溶劑，可用萃取的方法分離，故答案為：萃��；
③電解過程中，H⁺在陰極上得電子變成H₂逸出，使H₂O?H⁺+OH^-電離平衡向右移動，OH^-在陰極區(qū)濃度增大，Na⁺向陰極區(qū)移動，最后NaOH在陰極區(qū)生成，故此交換膜為陽離子交換膜，故答案為：陰極；陽．

點評 本題考查了粗鹽的提純、難溶電解質的沉淀平衡及轉化、電解原理、離子方程式的書寫等知識，題目難度中等，試題涉及的題量較大，知識點較多，注意掌握粗鹽的提純方法、物質的分離與提純原則，明確電解原理及應用方法，能夠正確書寫離子方程式．