Question

2．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⁺、SO₄^2-等离子，过程如下：
Ⅰ、向粗盐水中加入过量BaCl₂溶液，操作X；
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，获得第一次精制盐水．
（1）操作X使用的主要仪器为：漏斗、烧杯、玻璃棒．
（2）过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表，请依据表中数据解释下列问题：

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过程Ⅰ选用BaCl₂而不选用CaCl₂的原因为BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完全．
②过程Ⅱ之后检测Ca²⁺、Mg²⁺及过量Ba²⁺是否除尽时，只需检测Ba²⁺即可，检验Ba²⁺的操作是取少量清液放置于试管中，先加入盐酸，再加入硫酸钠溶液，若无白色沉淀，则可证明溶液无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过程Ⅳ除去NH₄⁺的离子方程式是3ClO^-+2NH₄⁺=3Cl^-+N₂↑+2H⁺+3H₂O．
②实验室从水溶液分离出I₂的操作名称为萃取．
③过程Ⅵ中，产品NaOH在电解槽的阴极区生成（填“阳极”或“阴极”），该电解槽为阳离子交换膜电解槽（填“阳”或“阴”）．

Answer 1

分析 （1）向粗盐水中加入过量BaCl₂溶液可生成硫酸钡沉淀，分离沉淀应过滤；
（2）①根据表中数据分析BaSO₄与CaSO₄的溶解度大小，溶解度越小，沉淀越完全；
②可用硫酸钠检验是否含有钡离子；
（3）①次氯酸根离子具有强氧化性，能够氧化铵根离子生成氮气；
②可用萃取的方法分离碘；
③根据电解原理及水的电离平衡H₂O?H⁺+OH^-进行分析在电解槽的阴极区生成NaOH原理以及判断此交换膜．

解答 解：（1）向粗盐水中加入过量BaCl₂溶液，硫酸根离子与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，分离沉淀和溶液，可用过滤的方法，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）①硫酸钡的溶度积为2.4×10^-4，硫酸钙的溶度积为2.6×10^-2，显然硫酸钙的溶度积大于硫酸钡，即BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完，
故答案为：BaSO₄的溶解度比CaSO₄的小，可将SO₄^2-沉淀更完全；
②根据步骤数据可知，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，可取少量清液放置于试管中，先加入盐酸，再加入硫酸钠溶液，若无白色沉淀，则可证明溶液无Ba²⁺，
故答案为：取少量清液放置于试管中，先加入盐酸，再加入硫酸钠溶液，若无白色沉淀，则可证明溶液无Ba²⁺；
（3）①过程Ⅳ加入次氯酸钠，次氯酸根离子能够氧化NH₄⁺，可生成氮气，反应的离子方程式为3ClO^-+2NH₄⁺=3Cl^-+N₂↑+2H⁺+3H₂O，
故答案为：3ClO^-+2NH₄⁺=3Cl^-+N₂↑+2H⁺+3H₂O；
②碘易溶于四氯化碳等有机溶剂，可用萃取的方法分离，故答案为：萃取；
③电解过程中，H⁺在阴极上得电子变成H₂逸出，使H₂O?H⁺+OH^-电离平衡向右移动，OH^-在阴极区浓度增大，Na⁺向阴极区移动，最后NaOH在阴极区生成，故此交换膜为阳离子交换膜，故答案为：阴极；阳．

点评 本题考查了粗盐的提纯、难溶电解质的沉淀平衡及转化、电解原理、离子方程式的书写等知识，题目难度中等，试题涉及的题量较大，知识点较多，注意掌握粗盐的提纯方法、物质的分离与提纯原则，明确电解原理及应用方法，能够正确书写离子方程式．