Question

【题目】BaCl2·xH2O是用途广泛的基础化工产品。我国目前主要是用盐酸和硫化钡(含少量Mg2＋、Fe3＋等)反应生产BaCl2·xH2O，工艺流程如下图所示。

已知：室温时Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 ， Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 ，请回答下列问题：

（1）反应Ⅰ中生成的H2S用足量氨水吸收，一定条件下向所得溶液中通入空气，又可得到单质硫并使吸收液再生，再生反应的化学方程式为______________________________。

（2）所得氯化钡粗液中含硫化合物(H2S、HS－等)影响产品质量，可鼓入预热后的空气吹除，预热空气的目的是_______________；沉淀A的主要成分是_______________。

（3）热空气吹除时会有部分HS－转变为S2O，使产品仍达不到纯度要求，可再进行酸化脱硫，酸化脱硫时的离子方程式为____________________________________________。

（4）室温时，若加碱调溶液pH调至9，则完全沉淀的离子是__________，另一离子浓度为______mol/L (当溶液中离子浓度小于1×10－5 mol/L时认为该离子完全沉淀) 。若向0.1 mol/L FeCl3溶液中加入一定量等浓度的Na2CO3溶液，出现的现象________，发生反应的离子方程式___________________。

Answer 1

【答案】 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓ 升温将使气体的溶解度减小，利于吹除H2S S(或硫) S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O Fe3+ 0.18 产生红褐色沉淀并有气体放出 2Fe3+ + 3CO32－＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑

【解析】用盐酸和硫化钡(含少量Mg2＋、Fe3＋等)反应生产BaCl2·xH2O，硫化钡和盐酸反应生成硫化氢气体，所得氯化钡粗液中含硫化合物（H2S、HS-等）影响产品质量，可鼓入预热后的空气吹除，硫化氢被氧气氧化生成沉淀A为单质硫，加入碱溶液调节溶液pH除去Mg2+和Fe3+，得到沉淀B为Mg(OH)2和Fe(OH)3，得到氯化钡溶液蒸发浓缩得到氯化钡晶体，其中得到的母液循环使用，则

（1）H2S用足量氨水吸收，会生成硫化铵，空气中的氧气能将硫化铵氧化成硫单质，反应的化学方程式为2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓；（2）预热后的空气能使溶液温度升高，从而减小气体在溶液中的溶解度，利于吹除硫化氢，同时空气中有氧气，能将部分硫化氢氧化成硫单质而形成沉淀；（3）S2O32－在酸性条件下发生自身氧化还原反应生成二氧化硫和硫单质，反应的离子方程式为S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O；（4）根据Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11可知，要使Mg 2+沉淀完全，溶液中c(OH-)=mol/L=1.34×10-3mol/L，c(H+)=1014 /1.34×103=7.5×10-12mol/L，则沉淀完全的pH值为12-lg7.5，根据Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38要使Fe 3+沉淀完全，溶液中c(OH-)=mol/L=1.6×10-11mol/L，c(H+)=1014/1.6×1011=6.25×10-4mol/L，pH=4-lg6.25，所以当Mg 2+沉淀完全时Fe 3+早已沉淀完全，依据溶度积常数计算镁离子浓度＝1.8×1011/(1014÷109)2=0.18mol/L，若向0.1mol/L FeCl3溶液中加入一定量等浓度的Na2CO3溶液发生双水解反应生成氢氧化铁、二氧化碳，现象为产生红褐色沉淀并有气体放出，反应的离子方程式为2Fe3+ + 3CO32－＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑。