Question

Ba(NO₃)₂可用于生产绿色烟花、绿色信号弹、炸药、陶瓷釉药等。钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂等]，某主要生产BaCO₃、BaSO₄的化工厂利用钡泥制取Ba(NO₃)₂晶体(不含结晶水)，其部分工艺流程如下：

又已知：①Fe³⁺和Fe²⁺以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3.2和9.7；

②Ba(NO₃)₂晶体的分解温度：592℃；

③K_SP(BaSO₄)=1.1×10^-10，K_SP(BaCO₃)=5.1×10^-9。

（1）该厂生产的BaCO₃因含有少量BaSO₄而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na₂CO₃溶液中，充分搅拌，过滤，洗涤。试用离子方程式说明提纯原理：

                                                               。

（2）上述流程酸溶时，Ba(FeO₂)₂与HNO₃反应生成两种硝酸盐，反应的化学方程式为：                                                  。

（3）该厂结合本厂实际，选用的X为        (填序号)；

A．BaCl₂       B．BaCO₃      C．Ba(NO₃)₂    D．Ba(OH)₂

（4）中和I使溶液的p H为4～5目的是                               ；结合离子方程式简述原理                                         。

（5）从Ba(NO₃)₂溶液中获得其晶体的操作方法是                         。

（6）测定所得Ba(NO₃)₂晶体的纯度：准确称取W克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量其质量为m克，则该晶体的纯度为      。

Answer

（1）BaSO4＋CO32- BaCO3＋SO42-（2）Ba(FeO2)2＋8HNO3＝Ba(NO3)2 ＋2Fe(NO3)2＋4H2O

（3）B（4）使Fe3+完全沉淀；Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H+，BaCO3消耗H+，使Fe3+水解平衡右移，形成Fe(OH)3沉淀。（5）蒸发浓缩，冷却结晶；（6）261m/233W×100%

【解析】

试题分析：（1）溶液存在BaSO4(aq)+CO32-(aq)BaCO3(aq)+SO42-(aq)，当c(CO32-)×c(Ba2+)＞Ksp(BaCO3)时，可实现沉淀的转化，故答案为：BaSO4(aq)+CO32-(aq)BaCO3(aq)+SO42-(aq)；

（2）Ba(FeO2)2与中钡元素为+2价，铁元素为+3价，所以反应产物为Ba(NO3)2和Fe(NO3)3，所以其反应方程式为：Ba(FeO2)2+8HNO3═Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O，故答案为：Ba(FeO2)2+8HNO3 =Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O；

（3）X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，结合工厂实际，应该用BaCO3来调节pH，故答案为：B；

（4）Fe3+易发生水解而生成Fe(OH)3沉淀，离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3 H+，加入碳酸钡，BaCO3消耗H+使Fe3+水解平衡右移，形成Fe(OH)3沉淀，故答案为：使Fe3+完全沉淀；Fe3++3H2OFe(OH)3+3 H+，BaCO3消耗H+使Fe3+水解平衡右移，形成Fe(OH)3沉淀；

（5）从溶液中提取溶质的方法为：蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤，所以操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶，故答案为：蒸发结晶；

（6）称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为m克，其发生的反应为：Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3，

设参加反应的Ba(NO3)2为xg，

Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3

261 233

x mg

则 =，解得x=，所以该Ba(NO3)2的纯度为×100%=×100%，故答案为：×100%

【考点定位】考查制备实验方案的设计；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

【名师点晴】本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，综合考查学生对新信息的处理能力、分析能力和实验能力，题目难度中等，注意把握实验原理和方法。