Question

鋇鹽生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含BaCO₃、BaSO₃、Ba（FeO₂）₂等]，某主要生產(chǎn)BaCO₃的化工廠利用鋇泥制取Ba（NO₃）₂晶體及其他副產(chǎn)物，其部分工藝流程如下：

已知：①Fe（OH）₃和Fe（OH）₂完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2和9.7
②Ba（NO₃）₂在熱水中溶解度較大，在冷水中溶解度較小
③K_SP（BaSO₄）=1.1×10^-10，K_SP （BaCO₃）=5.1×10^-9
（1）該廠生產(chǎn)的BaCO₃因含有少量BaSO₄而不純，提純的方法是：將產(chǎn)品加入足量的飽和Na₂CO₃溶液中，充分?jǐn)嚢�，過濾，洗滌．用離子方程式說明提純原理：

 

（2）上述流程酸溶時，Ba（FeO₂）₂與HNO₃反應(yīng)生成兩種硝酸鹽，化學(xué)方程式為：

 

（3）該廠結(jié)合本廠實際，選用的X為

 

；
A．BaCl₂    B．BaCO₃   C．Ba（NO₃）₂ D．Ba（OH）₂
（4）廢渣2為

 

（5）操作Ⅲ為

 

（6）過濾3后的母液應(yīng)循環(huán)到容器

 

中．（填“a”、“b”或“c”）
（7）稱取w克晶體溶于蒸餾水，加入足量的硫酸，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量為m克，則該Ba（NO₃）₂的純度為

 

 （相對分子質(zhì)量：Ba（NO₃）₂為261，BaSO₄為233）

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),制備實驗方案的設(shè)計

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)沉淀溶解平衡的移動分析；
（2）Ba（FeO₂）₂與中鋇元素和鐵元素的化合價分析反應(yīng)產(chǎn)物，然后寫出方程式；
（3）X既要能中和硝酸，又不產(chǎn)生新雜質(zhì)，結(jié)合本廠實際，故可用BaCO₃；
（4）根據(jù)三價鐵離子和二價鐵離子完全沉淀時的PH分析；
（5）根據(jù)從溶液中提取溶質(zhì)的方法分析；
（6）根據(jù)母液中的成分判斷；
（7）根據(jù)沉淀硫酸鋇的質(zhì)量，結(jié)合方程式計算求出硝酸鋇的質(zhì)量，再求樣品的純度．

解答： 解：（1）將BaCO₃加入足量的飽和Na₂CO₃溶液中，存在BaSO₄（s）?Ba²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），鋇離子與碳酸根離子結(jié)合生成碳酸鋇沉淀，使硫酸鋇的沉淀溶解平衡正移，從而轉(zhuǎn)化為碳酸鋇，其反應(yīng)的離子方程式為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），
故答案為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；
（2）Ba（FeO₂）₂與中鋇元素為+2價，鐵元素為+3價，所以反應(yīng)產(chǎn)物為Ba（NO₃）₂和Fe（NO₃）₃，所以其反應(yīng)方程式為：Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O，
故答案為：Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O；
（3）X既要能中和硝酸，又不產(chǎn)生新雜質(zhì)，結(jié)合工廠實際，應(yīng)該用BaCO₃來調(diào)節(jié)pH，故答案為：B；
（4）已知Fe（OH）₃和Fe（OH）₂完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2和9.7，流程中調(diào)節(jié)PH為4～5，所以三價鐵離子會完全轉(zhuǎn)化為沉淀Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（5）從溶液中提取溶質(zhì)的方法為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后過濾，所以操作Ⅲ為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（6）通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到硝酸鋇晶體，剩余的濾液中仍含有少量的Ba（NO₃）₂，所以含有Ba（NO₃）₂的母液應(yīng)該，循環(huán)到容器c中，
故答案為：c；
（7）稱取w克晶體溶于蒸餾水，加入足量的硫酸，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量為m克，其發(fā)生的反應(yīng)為：Ba（NO₃）₂+H₂SO₄=BaSO₄+2HNO₃，
設(shè)參加反應(yīng)的Ba（NO₃）₂為xg，
   Ba（NO₃）₂+H₂SO₄=BaSO₄+2HNO₃
    261               233
     x                 mg
則

261

x

=

233

mg

，解得x=

261m

233

，所以該Ba（NO₃）₂的純度為

261m

233            w

×100%=

261m

233w

×100%，
故答案為：

261m

233w

×100%．

點評：本題考查學(xué)生在“工藝流程閱讀、相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式書寫、化學(xué)反應(yīng)條件控制的原理、生產(chǎn)流程的作用”等方面對元素化合物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的理解和應(yīng)用程度，考查學(xué)生對新信息的處理能力，題目難度中等．