Question

【题目】氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域。工业上以重晶石（主要成分BaSO4，杂质为Fe2O3）为原料，通过下列流程生成氯化钡晶体（BaCl2·xH2O）并进行组成测定。

已知：①BaSO4+4C4CO↑+BaS

②CaO、BaO都能与水反应生成碱

（1）焙烧时，焦炭与杂质Fe2O3也会发生反应，反应方程式为_____；实际生产中必须加入过量焦炭，其目的是使重晶石充分反应，提高产率和_____。

（2）焙烧时，温度和时间对硫酸钡转化率的影响如下图，则最佳温度约为_____℃，时间约为_____min。

（3）酸溶时，硫化钡（BaS）与盐酸发生复分解反应产生硫化氢气体（H2S），该反应方程式为_____；气体X成分除H2S和少量挥发出的HCl、水蒸气外，还含有_____。

（4）除铁反应中试剂Y可以是_____（填字母）。

a.NaOH溶液 b.氨水 c.生石灰 d.BaO固体

证明铁已除尽的方法是：取上层清液于试管中，滴入_____溶液，若无明显现象，则已除尽。

（5）滤渣水洗的目的是提高晶体产率和_____。

（6）测定晶体（BaCl2·xH2O）的组成：

Ⅰ.称取24.4gBaCl2晶体，置于小烧杯中，加入适量蒸馏水，使其全部溶解。

Ⅱ.再边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全，静置；

Ⅲ.过滤并洗涤沉淀；

Ⅳ.将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧后，称得BaSO4沉淀质量为23.3g。

①通过计算，确定x的值。_____（写出计算过程）

②操作Ⅳ中，如果空气不充足和温度过高，可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS，这使x的测定结果_____（填“偏低”、“偏高”或“不变”）。

Answer 1

【答案】3C＋Fe2O32Fe＋3CO↑ 提供热量（维持反应所需高温） 1000 60 BaS＋2HCl=BaCl2＋H2S↑ H2 d NaOH（合理即可） 减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染（环保） 2 偏高

【解析】

（1）根据题意，碳和氧化铁在高温下反映生成铁和一氧化碳，故填；通入过量焦炭后，可使重晶石充分反应同时焦炭燃烧可维持反应的高温热量，故填提供热量（维持反应所需高温）；

（2）根据曲线图所示，在1000℃时，硫酸钡转化率最高，故填1000；根据曲线图所示，时间在60min时，硫酸钡转化率最高，故填60；

（3）硫化钡与盐酸发生复分解反应生成氯化钡和硫化氢气体，故填；在重晶石中，有氧化铁杂质，经过焦炭高温会生成单质铁，铁和盐酸反应会产生氢气，故填；

（4）到该步骤时，含有杂质氯化亚铁，故在不引入其他杂质的情况下除铁，加入氧化钡固体，生成氯化钡和氧化亚铁沉淀，过滤后可出去铁，故填d；判断滤液中是否有亚铁离子，滴入氢氧化钠溶液，是否产生沉淀，则可判断铁是否完全去除；故填；

（5）水洗为了清洗滤渣中的钡盐，防止对自然环境的污染；

（6）①根据题意可知，设定氯化钡质量为y：

，y=20.8g，即氯化钡为20.8g，因为称取氯化钡水合物晶体为24.4g，那么水的质量为，，；

②若有部分沉淀被滤纸中的碳还原为，但是在称量过程中，会误认为沉淀物都是硫酸钡，故称量的沉淀质量会偏小，那么计算出的氯化钡质量就会偏小，同时在计算氯化钡水合物中水的质量就会偏大，计算x数值会偏高，故填偏高。