Question

6．（1）用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)．某次除雜操作時(shí)，往粗鹽水中先加入過量的BaCl₂（填化學(xué)式），至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na₂CO₃和NaOH，充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去．經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾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，當(dāng)溶液中存在大量CO₃^2-時(shí)，BaSO₄（s）會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO₃（s）[已知：K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10、K_sp（BaCO₃）=5.1×10^-9]．
（2）Na₂CO₃、NaHCO₃溶液均顯堿性．用離子方程式表示Na₂CO₃溶液顯堿性的原因：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．Na₂CO₃、NaHCO₃濃度均為0.1mol•L^-1的混合溶液中，離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；常溫下，在該溶液中滴加稀鹽酸至中性時(shí)，溶質(zhì)的主要成分有NaCl、NaHCO₃、CO₂．

Answer 1

分析 （1）在除雜的過程中每步加入的試劑必須是過量的，使離子除盡；過量的離子在下一步中必須出去，故先加入BaCl₂，除去硫酸根，過量的鋇離子，加入Na₂CO₃除去．根據(jù)提供的Ksp數(shù)據(jù)，在后面加入碳酸鈉時(shí)，發(fā)生BaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2- （aq）；
（2）Na₂CO₃溶液顯堿性的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Na₂CO3與NaHCO₃等濃度的混合溶液中，CO₃^2-的水解程度大于HCO₃^-且前者水解生成后者，離子濃度大小額順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．在混合溶液中滴加稀鹽酸，若碳酸鈉與碳酸氫鈉完全反應(yīng)，則所得溶液因溶解了生成的二氧化碳而顯酸性；若溶液呈中性，則溶液中應(yīng)有少量NaHCO₃剩余，所以溶質(zhì)的主要成分有NaCl、NaHCO₃、CO₂．

解答 解：（1）加入過量的Na₂CO₃和NaOH，可分別除去Ca²⁺、Mg²⁺，在除雜的過程中每步加入的試劑必須是過量的，使離子除盡；過量的離子在下一步中必須出去，故先加入BaCl₂，除去硫酸根，過量的鋇離子，加入Na₂CO₃除去．BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量CO₃^2-時(shí)，發(fā)生BaSO₄（s）+CO₃^2- （aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2- （aq），BaSO₄（s）會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO₃（s），
故答案為：BaCl₂；BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，當(dāng)溶液中存在大量CO₃^2-時(shí)，BaSO₄（s）會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO₃（s）；
（2）Na₂CO₃溶液顯堿性的原因是碳酸根離子水解顯堿性，反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Na₂CO₃與NaHCO₃等濃度的混合溶液中，CO₃^2-的水解程度大于HCO₃^-且前者水解生成后者，據(jù)此分析離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；在混合溶液中滴加稀鹽酸，若碳酸鈉與碳酸氫鈉完全反應(yīng)，則所得溶液因溶解了生成的二氧化碳而顯酸性；若溶液呈中性，則溶液中應(yīng)有少量NaHCO₃剩余，所以溶質(zhì)的主要成分有NaCl、NaHCO₃、CO₂，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），NaCl、NaHCO₃、CO₂．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)的除雜、提純及離子方程式的書寫，離子濃度大小比較，反應(yīng)產(chǎn)物判斷，題目難度不大，注意明確物質(zhì)的分離、提純和除雜原則及選用試劑方法，掌握離子方程式的書寫方法．