Question

某化工厂排出废渣的主要成分为BaC0₃、BaSiO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂等. 利用此废液制备Ba(N0₃)₂晶体的部分工艺流程如下：

已知：Ba(N0₃)₂的溶解度受温度影响较大。

(1)酸溶时将废渣粉碎的目的是_______________ 。

(2)废渣中Ba(FeO₂)₂山中Fe元素的化合价为_______，酸溶时BaSO₃与HN0₃反应的离子方程式为:__________；

(3)废渣I主要成分为__________(填化学式）；

(4)结合本厂实际,X的最佳试剂为_____________；

(5)操作Ⅲ为 _______________ 。

(6)过滤3最后的废渣中除含少的BaSiO₃、H₂SiO₃(H4SiO₄)及原有的难溶性杂质外还含有_______（填化学式）。

(7)称取6.96g所得Ba(N0₃)₂品体溶于蒸馏水，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4.66 g，则该Ba(N0₃)₂的纯度为_________。

Answer

加快溶解速率，提高浸取率 +3 3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O BaSO4和H2SiO3 BaCO3或适量Ba(OH)2 蒸发浓缩，冷却结晶 Fe(OH)3、BaSO4 75%

【解析】废渣的主要成分为BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，由流程可知，加硝酸溶解，生成硝酸钡、硝酸铁，硝酸与亚硫酸钡发生氧化还原反应生成硫酸钡，另外硅酸盐结合氢离子转化为硅酸沉淀，则废渣1为硫酸钡和硅酸的混合物，X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，结合实际，故可用BaCO3或氢氧化钡；调节pH使铁离子转化为沉淀，然后过滤，废渣2为Fe(OH)3，然后加氢氧化钡溶液调节pH为中性，结合Ba(NO3)2的溶解度受温度影响较大，则操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤、洗涤、干燥得到Ba(NO3)2晶体，则

（1）酸溶时将废渣粉碎的目的是增大反应物的接触面积，加快溶解速率，提高浸取率。（2）由化合物中正负化合价的倒数和为0可知，Ba(FeO2)2与中钡元素为+2价，O为-2价，则铁元素为+3价；硝酸具有强氧化性，酸溶时BaSO3与HNO3反应的离子方程式为3BaSO3+2H++2NO3-＝3BaSO4+2NO↑+H2O；（3）由上述分析可知，废渣1为BaSO4和H2SiO3；（4）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或适量Ba(OH)2来调节pH；（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；（6）根据以上分析可知过滤3最后的废渣中除含少的BaSiO3、H2SiO3及原有的难溶性杂质外还含有Fe(OH)3、BaSO4；（7）设参加反应的Ba(NO3)2为xg，则

Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3

261 233

xg 4.66g

261/xg＝233/4.66g，解得x=5.22，则该BBa(NO3)2的纯度为5.22g/6.96g×100%=75%。

点睛：本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握实验流程、物质的性质、混合物分离方法等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，综合性较强。注意解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。