Question

6．（1）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质．某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl₂（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-，其原因是
BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，当溶液中存在大量CO₃^2-时，BaSO₄（s）会部分转化为BaCO₃（s）[已知：K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10、K_sp（BaCO₃）=5.1×10^-9]．
（2）Na₂CO₃、NaHCO₃溶液均显碱性．用离子方程式表示Na₂CO₃溶液显碱性的原因：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．Na₂CO₃、NaHCO₃浓度均为0.1mol•L^-1的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有NaCl、NaHCO₃、CO₂．

Answer 1

分析 （1）在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl₂，除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na₂CO₃除去．根据提供的Ksp数据，在后面加入碳酸钠时，发生BaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2- （aq）；
（2）Na₂CO₃溶液显碱性的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Na₂CO3与NaHCO₃等浓度的混合溶液中，CO₃^2-的水解程度大于HCO₃^-且前者水解生成后者，离子浓度大小额顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．在混合溶液中滴加稀盐酸，若碳酸钠与碳酸氢钠完全反应，则所得溶液因溶解了生成的二氧化碳而显酸性；若溶液呈中性，则溶液中应有少量NaHCO₃剩余，所以溶质的主要成分有NaCl、NaHCO₃、CO₂．

解答 解：（1）加入过量的Na₂CO₃和NaOH，可分别除去Ca²⁺、Mg²⁺，在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl₂，除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na₂CO₃除去．BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，当溶液中存在大量CO₃^2-时，发生BaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2- （aq），BaSO₄（s）会部分转化为BaCO₃（s），
故答案为：BaCl₂；BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，当溶液中存在大量CO₃^2-时，BaSO₄（s）会部分转化为BaCO₃（s）；
（2）Na₂CO₃溶液显碱性的原因是碳酸根离子水解显碱性，反应的离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Na₂CO₃与NaHCO₃等浓度的混合溶液中，CO₃^2-的水解程度大于HCO₃^-且前者水解生成后者，据此分析离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；在混合溶液中滴加稀盐酸，若碳酸钠与碳酸氢钠完全反应，则所得溶液因溶解了生成的二氧化碳而显酸性；若溶液呈中性，则溶液中应有少量NaHCO₃剩余，所以溶质的主要成分有NaCl、NaHCO₃、CO₂，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），NaCl、NaHCO₃、CO₂．

点评 本题考查了物质的除杂、提纯及离子方程式的书写，离子浓度大小比较，反应产物判断，题目难度不大，注意明确物质的分离、提纯和除杂原则及选用试剂方法，掌握离子方程式的书写方法．