题目内容
【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,工艺流程如图所示。请回答:
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已知:室温时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(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人空气,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,可鼓人预热后的空气吹出,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S2O32-,使产品仍不能达到纯度要求,可再行酸化脱硫,酸化脱硫时的离子方程式为_________。
(4)室温时,为使Mg2+、Fe3+完全沉淀(当溶液中离子浓度小于1×l0-5mol
时认为该离子完全沉淀),应将溶液的pH调至_________(只列算式)以上。
(5)实验室测定产品中x的步骤如下:
①准确称取12.23 g BaCl2·xH2O样品,加入l00 mL稀盐酸加热溶解;
②边搅拌,边逐滴加入0.lmol
H2SO4溶液,待BaSO4完全沉淀,过滤,沉降后洗涤沉淀2—3次;
③将沉淀充分干燥后称量,质量为11.65 g,检验BaSO4沉淀是否洗涤干净的方法是_______;经计算x的数值为_________。
【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 -lg
取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀则洗涤干净 2
【解析】
用盐酸和硫化钡(含少量Mg2+、Fe3+等)反应生产BaCl2xH2O,硫化钡(含少量Mg2+、Fe3+等)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,据此分析作答。
(1)反应I中生成的H2S用足量氨水吸收,生产硫化铵,硫化铵与空气中氧气反应,可得到单质硫并使吸收液再生。说明还生成了氨水,再生反应的化学方程式为2(NH4)2S +O2+2H2O = 4NH3·H2O+2S↓。
(2)所得氯化钡粗液中含硫化合物(H2S、HS-等)影响产品质量,可鼓人预热后的空气吹出,预热空气的目的是升温将使气体的溶解度减小,有利于吹除H2S,鼓入热空气的工艺流程称为脱硫,所以沉淀A的主要成分是S;
(3)S2O32-在酸性溶液中会发生自身歧化反应,生成S和SO2,所以酸化脱硫时的离子方程式为S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O。
(4)根据Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,c(OH-)2×10-5=1.8×10-11,解得c(OH-)=
×10-3mol/L,根据 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,c(OH-)3×10-5=4.0×10-32,解得c(OH-)=
×10-9mol/L,说明Mg(OH)2溶解度较大,按Mg(OH)2完全形成沉淀计算pH,则pH=-lg
。
(5)硫酸钡沉淀是在盐酸中沉淀下来,检验BaSO4沉淀是否洗涤干净,可以检验洗涤液中是否还有Cl-即可,具体方法是取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀则洗涤干净;根据Ba2+守恒可得关系式为
BaCl2·xH2O——BaSO4
208+18x 233
12.23 11.65
列方程 (208+18x):233=12.23 : 11.65 解得x=2。
【题目】如表实验中,对应的现象和结论都正确,且两者具有因果关系的是( )
选项 | 实验 | 现象 | 结论 |
A | 将少量碳酸钙粉末加入到饱和NH4Cl溶液中 | 产生气体,粉末溶解 | NH4Cl水解使溶液呈酸性 |
B | 将BaSO4固体粉末加入饱和Na2CO3溶液中,搅拌,过滤,洗涤,在滤渣中加入稀盐酸 | 产生气体,滤渣部分溶解 | Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4) |
C | 将黑色氧化铜粉末进行高温加热 | 黑色变成红色 | CuO分解生成铜单质 |
D | 将某溶液滴加过量的稀盐酸 | 有刺激性气味气体产生,溶液中出现沉淀 | 溶液中一定存在S2-和SO32- |
A.AB.BC.CD.D