Question

【题目】Ba(NO3)2可用于生产烟花。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用某种钡泥[主要含有BaCO3、Ba(FeO2)2、极少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶体，其部分工艺流程如下：

已知：Fe3+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。

(1)酸溶时不使用浓硝酸的原因是________。

(2)酸溶后溶液中pH=1，Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为___________。

(3)该厂结合本厂实际，中和选用的X为____________(填化学式)；中和使溶液中________(填离子符号)的浓度减少(中和引起的溶液体积变化可忽略)。

(4)滤液得到Ba(NO3)2晶体的操作依次为_____________、_____________、过滤。

(5)为了减少环境污染，请对上述流程中不合理的设计进行改进，改进措施是_______。

Answer 1

【答案】浓HNO3易挥发、分解 Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O BaCO3 Fe3+、H+ 蒸发浓缩 冷却结晶 洗涤废渣并回收洗涤液

【解析】

BaCO3中含有Ba(FeO2)2、极少量CuCO3等，其中Ba(FeO2)2中钡元素为+2价，铁元素为+3价，加入硝酸，在容器中充分溶解得到溶液，此溶液中含有钡离子、铜离子、三价铁离子，可加入X碳酸钡，调节溶液pH=4~5，使铁离子、铜离子水解生成氢氧化铁沉淀、氢氧化铜沉淀，过滤后滤渣为氢氧化铁、氢氧化铜，滤液中主要含有硝酸、硝酸钡，经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到硝酸晶体，据此分析解答。

BaCO3中含有Ba(FeO2)2、极少量CuCO3等，其中Ba(FeO2)2中钡元素为+2价，铁元素为+3价，加入硝酸，在容器中充分溶解得到溶液，此溶液中含有钡离子、铜离子、三价铁离子，可加入X碳酸钡，调节溶液pH=4~5，使铁离子、铜离子水解生成氢氧化铁沉淀、氢氧化铜沉淀，过滤后滤渣为氢氧化铁、氢氧化铜，滤液中主要含有硝酸、硝酸钡，经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到硝酸晶体，

（1）浓HNO3易挥发、分解，则酸溶时不宜使用浓硝酸；

故答案为：浓HNO3易挥发、分解；

（2）酸溶后溶液中pH=1，Ba(FeO2)2与HNO3的反应生成硝酸钡、硝酸铁和水，反应的化学方程式为Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O；

故答案为：Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O；

（3）该厂结合本厂实际，中和选用的X必须能消耗过量的硝酸并使铁离子沉淀而除去，且不引入新杂质，可为BaCO3；中和使溶液中Fe3+、H+的浓度减少；

故答案为：BaCO3；Fe3+、H+；

（4）滤液中主要含有硝酸、硝酸钡，则滤液得到Ba(NO3)2晶体的操作依次为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；

故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；

（5）为了减少环境污染，请对上述流程中不合理的设计进行改进，改进措施是洗涤废渣并回收洗涤液；

故答案为：洗涤废渣并回收洗涤液。