题目内容
钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等].某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,原因是
(2)酸溶过程中,除发生了BaSO3+2HNO3=Ba(NO3)2+SO2↑+H2O外,BaSO3与HNO3还发生另一个反应,其离子方程式为
(3)结合本厂实际,选用的X为
(4)沉淀转化在生产和科研中具有极其生要的应用.在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐,然后用酸溶解,使阳离子进入溶液.写出BaSO4转化为BaCO3的离子方程式
(1)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,原因是
防止反应速率过快
防止反应速率过快
、浓HNO3易挥发、分解
浓HNO3易挥发、分解
.(2)酸溶过程中,除发生了BaSO3+2HNO3=Ba(NO3)2+SO2↑+H2O外,BaSO3与HNO3还发生另一个反应,其离子方程式为
3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O
3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O
.(3)结合本厂实际,选用的X为
BaCO3
BaCO3
(填化学式);最后的废渣中除含少量的BaSiO3、H2SiO3(H4SiO4)及原有的难溶性杂质外还含有Fe(OH)3、BaSO4
Fe(OH)3、BaSO4
(填化学式).(4)沉淀转化在生产和科研中具有极其生要的应用.在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐,然后用酸溶解,使阳离子进入溶液.写出BaSO4转化为BaCO3的离子方程式
BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-
BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-
.分析:(1)温度越高反应速率越快,故控制温度不超过70℃是为了防止反应速率过快,且浓硝酸越浓越易分解,温度高既易挥发,也易分解,故不用浓硝酸;
(2)硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,同时生成NO与水;
(3)X既要能中和硝酸,又不产生新杂质,结合本厂实际,故可用BaCO3;
中和Ⅰ使溶液中H+浓度减小,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,故沉淀中还含有Fe(OH)3、BaSO4;
(4)BaSO4与高浓度的碳酸钠溶液反应可以将硫酸钡转化为BaCO3.
(2)硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,同时生成NO与水;
(3)X既要能中和硝酸,又不产生新杂质,结合本厂实际,故可用BaCO3;
中和Ⅰ使溶液中H+浓度减小,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,故沉淀中还含有Fe(OH)3、BaSO4;
(4)BaSO4与高浓度的碳酸钠溶液反应可以将硫酸钡转化为BaCO3.
解答:解:(1)酸溶时控制反应温度不超过70℃,是为了防止温度过高,反应速率太快;不使用浓硝酸,是因为浓HNO3不稳定,易分解,易挥发,
故答案为:防止反应速率过快,浓HNO3易挥发、分解;
(2)硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,同时生成NO与水,反应离子方程式为:3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O,
故答案为:3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O;
(3)加入X调节溶液的pH=4~5,则X应能消耗H+,结合工厂主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的实际情况,可选用BaCO3;
中和Ⅰ使溶液中H+浓度减小,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,故沉淀中还含有Fe(OH)3、BaSO4,
故答案为:BaCO3;Fe(OH)3、BaSO4;
(4)BaSO4与高浓度的碳酸钠溶液反应可以将硫酸钡转化为BaCO3,
反应离子方程式为:BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-,
故答案为:BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-.
故答案为:防止反应速率过快,浓HNO3易挥发、分解;
(2)硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,同时生成NO与水,反应离子方程式为:3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O,
故答案为:3BaSO3+2H++2NO3-=3BaSO4+2NO↑+H2O;
(3)加入X调节溶液的pH=4~5,则X应能消耗H+,结合工厂主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的实际情况,可选用BaCO3;
中和Ⅰ使溶液中H+浓度减小,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,硝酸具有强氧化性,将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,故沉淀中还含有Fe(OH)3、BaSO4,
故答案为:BaCO3;Fe(OH)3、BaSO4;
(4)BaSO4与高浓度的碳酸钠溶液反应可以将硫酸钡转化为BaCO3,
反应离子方程式为:BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-,
故答案为:BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-.
点评:本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度,考查学生对新信息的处理能力,题目难度中等.
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