Question

【題目】鋇鹽生產過程中排出大量鋇泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]，某工廠本著資源利用和降低生產成本的目的。在生產BaCO3同時，充分利用鋇泥來制取Ba(NO3)2晶體及其它副產品，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在熱水中的溶解度大，在冷水中的溶解度小

③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9

（1）該廠生產的BaCO3因含有少量BaSO4而不純，提純的方法是：將產品加入足量飽和的Na2CO3溶液中充分攪拌、過濾、洗滌。用離子方程式說明該提純的原理 。

（2）上述流程中Ba(FeO2)2與HNO3溶液反應生成兩種鹽，反應的化學方程式為 。

（3）結合本廠生產實際，X試劑應選下列中的 。

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III后的母液應循環到容器 中(選填a、b、c) 。

（7）稱取w克的晶體樣品溶于蒸餾水中加入足量的稀硫酸，反應后經一系列操作稱重所得沉淀質量為m克，則該晶體的純度可表示為______________。

Answer 1

【答案】（1）BaSO4（s）+CO32－（aq）BaCO3（s）+SO42－（aq）

【不寫（s）、（aq）不扣分，寫等號不扣分】

（2）Ba（FeO2）2+8HNO3＝Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O 【未配平不給分】

（3）B（4）Fe（OH）3 （5）蒸發濃縮、冷卻結晶 【濃縮、結晶即給分】

（6）C（7）261m/（233w）×100% 【不乘以100%也給分】

【解析】試題分析：

（1）根據題目已知信息可知Ksp(BaCO3)＞Ksp(BaSO4)，BaSO4盡管難溶，也存在一定的溶解度，只要加入足量的飽和Na2CO3溶液，使c(Ba2+)·c(CO32-)>Ksp(BaCO3)，就可以發生沉淀的轉化，而形成BaCO3沉淀，使BaSO4不斷溶解，最后轉化為BaCO3，用離子方程式表示為BaSO4(s)＋CO32-（aq）BaCO3(s)＋SO42-(aq)；

（2）上述流程酸溶時，Ba(FeO2)2與HNO3反應生成兩種硝酸鹽硝酸鋇、硝酸鐵，同時產生水，根據質量守恒定律可得該反應的化學方程式為：Ba(FeO2)2＋8HNO3 = Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O；

（3）A、BaCl2可以與硫酸根離子發生沉淀反應，但是不能與H+發生反應，因此不能調節溶液的pH，而且會引入雜質離子Cl-，A錯誤；B、BaCO3能與H+發生反應，因此能調節溶液的pH，也不引入新的雜質離子，符合題意，B正確；C、Ba(NO3)2不能與H+發生反應，因此不能調節溶液的pH，C錯誤；D、Ba(OH)2能與H+發生反應，能調節溶液的pH，但是該物質是強堿，制取物質成本高，造價高，不經濟，D錯誤，答案選B；

（4）pH大于3.2時就完全沉淀，所以廢渣2為Fe(OH)3。

（5）由于Ba(NO3)2在熱水中的溶解度大, 在冷水中的溶解度小，所以操作III為蒸發濃縮、冷卻結晶。

（6）過濾3后的母液是析出Ba(NO3)2晶體后的Ba(NO3)2的飽和溶液，為使物質循環利用，根據各個容器中物質的成分可知應循環到容器C中；

（7）Ba（NO3）2晶體溶于水與加入的硫酸溶液發生反應：Ba2++SO42-=BaSO4↓，n（BaSO4）=" m" g÷233g/mol=m/233mol；由于Ba（NO3）2的式量是261，因此w g晶體中含有Ba（NO3）2的質量是m[Ba（NO3）2]= m/233mol×261g/mol=261m/233g，所以該晶體中硝酸鋇的質量分數是[261m/233g] ÷w×100％=261m/233w×100％。