题目内容

Ba(NO3)2可用于生产绿色烟花、绿色信号弹、炸药等。某生产BaCO3、BaSO4的化工厂生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],该厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体(不含结晶水),其部分工艺流程如下:

已知: ①Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为3.2和9.7;
②Ksp(BaSO4)=1.1×1010,Ksp(BaCO3)=5.1×109。  
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌,过滤,洗涤。用离子方程式说明提纯原理:         
(2)酸溶时,Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐,化学方程式为             
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为     (填序号),中和I使溶液中的      (填离子符号)的浓度减小。

A.BaCl2 B.Ba(OH)2 C.Ba(NO3)2 D.BaCO3
(4)最后的废渣中除原有的难溶性杂质外还含有               (填化学式)。
(5)测定所得Ba(NO3)2晶体的纯度:准确称取m1g晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量其质量为m2g,则该晶体纯度的计算表达式为        。(已知Ba(NO3)2、BaSO4的式量分别为261、233)

(16分)
(1)BaSO4(s)+CO32BaCO3(s)+SO42(3分)
(2)Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O(3分)
(3)D(2分)     Fe3+、H+(2分)
(4)BaSO4、Fe(OH)3(3分)
(5)×100%(3分)

解析试题分析:(1)根据已知信息可知,5.1×10-9约为1.1×10-10的46倍,虽然Ksp(BaCO3)> Ksp(BaSO4),因此BaSO4可以转化为BaCO3,前提是增大碳酸根离子的浓度,使碳酸根离子与钡离子结合生成碳酸钡沉淀,导致BaSO4 (s)Ba2++SO42的平衡向右移动,总反应为BaSO4(s)+CO32BaCO3(s)+SO42
(2)依题意推断,酸溶时Ba(FeO2)2与HNO3反应生成的两种硝酸盐分别是硝酸钡、硝酸铁,不涉及氧化还原反应,利用观察法可以配平该复分解反应方程式,即Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O;
(3)氯化钡不能与氢离子反应,不能调节pH,且引入氯离子,故A选项错误;氢氧化钡与氢离子能反应,可以调节溶液pH,但是氢氧化钡是强碱,成本高,且容易导致溶液pH升高过快,超出中和I要求的pH范围,故B选项错误;硝酸钡不能与氢离子反应,故C选项错误;碳酸钡与氢离子能反应,生成钡离子、二氧化碳气体和水,既能调节溶液pH在4~5之间,又不引入新的杂质,故D选项正确;根据已知信息推导,硝酸是氧化性酸,钡泥酸浸之后溶液中无亚铁离子,加入碳酸钡溶液pH在4~5之间,既能减小氢离子溶液,又能促进铁离子完全水解,导致铁离子完全变为氢氧化铁沉淀,则中和I使溶液中的氢离子和铁离子的浓度减小;
(4)由于硝酸是强酸、强氧化性酸,则BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+CO2↑+H2O、3BaSO3+2HNO3=3BaSO4+2NO↑+H2O,Ba(OH)2+2HNO3= Ba(NO3)2+2H2O,则最后的废渣中除原有的难溶性杂质外,还含有BaSO4、Fe(OH)3;(5)由于硫酸钡的式量为233,n=m/M,则硫酸钡的物质的量为m2/233 mol;由于反应Ba(NO3)2+H2SO4= BaSO4↓+2HNO3中Ba(NO3)2与BaSO4的系数之比等于物质的量之比,则晶体中Ba(NO3)2的物质的量为m2/233 mol;由于硝酸钡的式量为261,m=n?M,则晶体中硝酸钡的质量为261 m2/233g;由于晶体的质量为m1g,则晶体中硝酸钡的纯度计算表达式为261m2/233m1×100%。
考点:考查物质制备化学工艺流程,涉及沉淀的转化原理、复分解反应方程式、除杂试剂的选择、除杂的原理、滤渣的主要成分、物质的量在化学方程式中的应用、质量、摩尔质量、纯度等。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网