题目内容
【题目】利用废钡渣(主要成分为BaS2O3，含少量SiO2)为原料生产高纯氟化钡的流程如下：
已知:Kap(BaS2O3)=6.96×10-11，Kap(BaF2)=1.0×10-6
(1)步骤①除产生SO2外，还有淡黄色固体生成，该反应的离子方程式为______________。
(2)步骤②的目的是中和过量的盐酸，加入NaOH溶液不宜过量，其原因是__________(用离子方程式表示)。
(3)滤液的主要成分是BaCl2，还含有少量NaCl，溶解度数据如下表：
温度 | 20℃ | 40℃ | 60℃ | 80℃ | 100℃ |
NaCl | 36.0g | 36.6g | 37.3g | 39.0g | 39.8g |
BaCl2 | 35.8g | 40.8g | 46.2g | 52.5g | 59.4g |
步骤③宜采用_____ (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
(4)工业上可用氨水吸收SO2，并通入空气使其转化为铵态氮肥。该转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(5)步骤④生成BaF2的反应类型为____________。
①若该反应温度过高，容易造成c(F-)降低的原因是__________。
②研究表明，适当增加NH4F的比例有利于提高BaF2的产率和纯度，将浓度为0. 1mol·L-1的BaCl2溶液和0.22 mol·L-1NH4F溶液等体积混合，所得溶液中c(Ba2+)=__________ mol·L-1。
【答案】 BaS2O3+2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O 2OH-+SiO2=SiO32-+H2O 降温结晶 1:2 复分解反应 温度较高促进F-水解,使c(F-)降低 0.01
【解析】分析：(1)根据流程图，步骤①中废钡渣中的BaS2O3与盐酸反应生成SO2和硫；
(2)步骤②的目的是中和过量的盐酸，过量的氢氧化钠会与二氧化硅反应；
(3)根据BaCl2和NaCl溶解度数据可知，氯化钡的溶解度与温度的变化和氯化钠的溶解度与温度的变化不同；
(4)转化中氧化剂为氧气，还原剂为SO32-或SO2，根据得失电子守恒分析；
(5)步骤④生成BaF2的化学反应方程式为BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl；①盐类的水解收温度的影响，温度越高，水解程度越大；②根据BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl计算反应后溶液中c(F-)，再根据Kap(BaF2)计算c(Ba2+)。
详解：(1)步骤①中废钡渣(主要成分为BaS2O3，含少量SiO2)中的BaS2O3与盐酸反应除产生SO2外，还有淡黄色固体硫生成，反应的离子方程式为BaS2O3+2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O，故答案为：BaS2O3+2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O；
(2)步骤②的目的是中和过量的盐酸，加入NaOH溶液不宜过量，过量的氢氧化钠会与二氧化硅反应，离子方程式为2OH-+SiO2=SiO32-+H2O，故答案为：2OH-+SiO2=SiO32-+H2O；
(3)滤液的主要成分是BaCl2，还含有少量NaCl，根据二者溶解度数据可知，氯化钡的溶解度随温度的变化比较明显，而氯化钠的溶解度随温度的变化不大，步骤③宜采用降温结晶，故答案为：降温结晶；
(4)工业上可用氨水吸收SO2，并通入空气使其转化为铵态氮肥，该转化中氧化剂为氧气，还原剂为SO32-或SO2，根据得失电子守恒，二者物质的量之比为1:2，故答案为：1:2；
(5)步骤④生成BaF2的化学反应方程式为BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl，属于复分解反应，故答案为：复分解反应；
①若该反应温度过高，温度较高促进F-水解，使c(F-)降低，故答案为：温度较高促进F-水解，使c(F-)降低；
②所得溶液中c(F-)=
×(0.22 mol·L-1-0.2 mol·L-1)=0.01 mol·L-1，c(Ba2+)=
=
= mol·L-1，故答案为：0.01。
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