Question

钡盐生产中排出大量的钡泥［主要含BaCO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂等］，某主要生产BaCO₃的化工厂利用钡泥制取Ba(NO₃)₂晶体及其他副产物，其部分工艺流程如下：

已知：i ．Fe(OH)₃和Fe(OH)₂完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2和9.7。

ii ．Ba(NO₃)₂在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小。

iii． K_ap(BaSO₄)＝1.1×10^-10，K_sp(BaCO₃)=5.1×10^-9。

（1）Ba(FeO₂)₂中Fe的化合价是     。

（2）二氧化碳与水作用形成的碳酸在水中的电离常数K_a1=4.2×10^－7 ，K_a2=5.6×10^－11；次氯酸在水中的电离常数K_a =4.7×10^－8。写出向“84消毒液”(主要成分为氯化钠和次氯酸钠)中通入二氧化碳发生反应的离子方程式                         。

（3）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。用离子方程式和必要的文字说明提纯原理：                   。

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

（5）该厂结合本厂实际，选用的X为      （从下列选项中选择）；废渣2为       （写出化学式）。

① BaCl₂    ②Ba(NO₃)₂    ③BaCO₃   ④ Ba(OH)₂

（6）过滤3后的母液应循环到容器     中。（填“a”、“b”或“c”）

（7）称取w g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 g，则该Ba(NO₃)₂的纯度为     。

Answer

（1）+3

（2）ClO－+ CO2 + H2O＝HClO + HCO3－

（3）BaSO4(s)＋CO32-(aq) BaCO3(s)＋SO42-(aq)，增大碳酸根离子的浓度，使平衡正向移动从而除去BaSO4杂质

（4）Ba(FeO2)2＋8HNO3 = Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O；

（5）③； Fe(OH)3；

（6）c；

（7）×100%

【解析】

试题分析：

（1）Ba为+2价，O为－2价，根据化合价规则可得Fe为+3价；

（2）酸越弱，电离常数越小，所以根据电离常数可知酸性强弱顺序为碳酸＞次氯酸＞碳酸氢钠，所以依据较强酸制备较弱酸可知向“84消毒液”(主要成分为氯化钠和次氯酸钠)中通入少量二氧化碳发生反应的离子方程式为ClO－+ CO2 + H2O＝HClO + HCO3－；

（3）在溶液中存在平衡：BaSO4(s)＋CO32-(aq) BaCO3(s)＋SO42-(aq)，加入饱和的碳酸钠溶液，增大碳酸根离子的浓度，使平衡正向移动生成碳酸钡而除去BaSO4杂质；

（4）Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐，则根据原子守恒两种硝酸盐应该是硝酸铁和硝酸钡，同时还有水生成，反应的化学方程式为Ba(FeO2)2＋8HNO3 = Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O；

（5）X是调节溶液pH，以沉淀溶液中的铁离子，由于不能引入杂质，实验根据本长的实际应该选择碳酸钡，答案选③；氢氧化铁在pH＝3.2时就已经完全沉淀，则滤渣2的主要成分是Fe(OH)3；

（6）过滤3后的母液中含有氢氧化钡，因此应循环到容器c中；

（7）mg沉淀应该是硫酸钡，则碳酸钡的质量是，所以其纯度为×100%。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与应用