Question

【题目】氧化钡广泛用于玻璃、陶瓷工业，是制取过氧化钡和钡盐的原料。一种利用钡泥[含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]制取氧化钡的绿色工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)酸溶时，Ba(FeO2)2与稀硝酸反应的化学方程式为_____________________。

(2)产生滤渣1的反应离子方程式是____________________________________________。

(3)操作Ⅰ调pH=4～5的目的是_________________________________________________。

(4)过滤3所得母液应返回______________工序循环使用。

(5)Ba(NO3)2可用于汽车尾气中还原性气体的催化转化。科技工作者用H2模拟尾气中的还原性气体，研究Ba(NO3)2的催化还原过程。该过程分两步进行，如图表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第二步反应消耗的NH3与NO3－的物质的量之比是_________。

(6)“气体2”为混合气体。标准状况下a L“气体2”溶于水得到bL溶液，则所得溶液的物质的量浓度为_________________

Answer 1

【答案】Ba(FeO2)2+8HNO3= Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O 3BaSO3+2H++2NO3-= 3BaSO4+2NO↑+H2O 将Fe3+转化成Fe（OH）3沉底而除去 操作Ⅱ 5:3

【解析】

钡泥加入稀硝酸时，碳酸钡生成硝酸钡和二氧化碳和水，亚硫酸钡生成硫酸钡、NO和水，Ba(FeO2)2生成硝酸钡、硝酸铁和水，则气体1 为二氧化碳，滤渣1为硫酸钡；加入碳酸钡调节pH，可使铁离子生成氢氧化铁沉淀，则滤渣2为氢氧化铁；加入氢氧化钡中和溶液中过量的硝酸，生成硝酸钡溶液，则母液为硝酸钡；加热硝酸钡晶体可生成氧化钡、二氧化氮和氧气。

(1)酸溶时，硝酸可使FeO2-生成铁离子和水，反应的方程式为Ba(FeO2)2+8HNO3= Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O；

(2)硝酸具有强氧化性，能够使亚硫酸钡变为硫酸钡，同时生成NO气体，离子方程式为3BaSO3+2H++2NO3-= 3BaSO4+2NO↑+H2O；

(3)操作Ⅰ调pH=4～5，中和过量的硝酸，使溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀；

(4) 过滤3所得母液为饱和的硝酸钡溶液，可加入到操作II中，继续使用，提高硝酸钡的产率；

(5)根据图像可知，第二步反应为NH3与NO3－反应生成氮气，发生反应的方程式为5NH3+3NO3－+3H+=4N2+9H2O，则消耗的NH3与NO3－的物质的量之比为5：3；

(6)硝酸钡受热分解生成氧化钡、二氧化氮和氧气，方程式为2Ba(NO3)22BaO+4NO2↑+O2↑，标准状况下a L此混合气体溶于水可生成硝酸，其中为NO2，则生成硝酸的物质的量为mol，c=mol/L。