Question

【题目】钡盐生产过程中排出大量钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]，某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的。在生产BaCO3同时，充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其它副产品，其部分工艺流程如下：

已知： ①Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7

②Ba(NO3)2在热水中的溶解度大，在冷水中的溶解度小

③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCO3)=5.1×10-9

（1）该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理 。

（2）上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐，反应的化学方程式为 。

（3）结合本厂生产实际，X试剂应选下列中的 。

A．BaCl2 B．BaCO3 C．Ba(NO3)2 D．Ba(OH)2

（4）废渣2为 。

（5）操作III为 。

（6）过滤III后的母液应循环到容器 中(选填a、b、c) 。

（7）称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸，反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克，则该晶体的纯度可表示为______________。

Answer 1

【答案】（1）BaSO4（s）+CO32－（aq）BaCO3（s）+SO42－（aq）

【不写（s）、（aq）不扣分，写等号不扣分】

（2）Ba（FeO2）2+8HNO3＝Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O 【未配平不给分】

（3）B（4）Fe（OH）3 （5）蒸发浓缩、冷却结晶 【浓缩、结晶即给分】

（6）C（7）261m/（233w）×100% 【不乘以100%也给分】

【解析】

试题分析：

（1）根据题目已知信息可知Ksp(BaCO3)＞Ksp(BaSO4)，BaSO4尽管难溶，也存在一定的溶解度，只要加入足量的饱和Na2CO3溶液，使c(Ba2+)·c(CO32-)>Ksp(BaCO3)，就可以发生沉淀的转化，而形成BaCO3沉淀，使BaSO4不断溶解，最后转化为BaCO3，用离子方程式表示为BaSO4(s)＋CO32-（aq）BaCO3(s)＋SO42-(aq)；

（2）上述流程酸溶时，Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐硝酸钡、硝酸铁，同时产生水，根据质量守恒定律可得该反应的化学方程式为：Ba(FeO2)2＋8HNO3 = Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O；

（3）A、BaCl2可以与硫酸根离子发生沉淀反应，但是不能与H+发生反应，因此不能调节溶液的pH，而且会引入杂质离子Cl-，A错误；B、BaCO3能与H+发生反应，因此能调节溶液的pH，也不引入新的杂质离子，符合题意，B正确；C、Ba(NO3)2不能与H+发生反应，因此不能调节溶液的pH，C错误；D、Ba(OH)2能与H+发生反应，能调节溶液的pH，但是该物质是强碱，制取物质成本高，造价高，不经济，D错误，答案选B；

（4）pH大于3.2时就完全沉淀，所以废渣2为Fe(OH)3。

（5）由于Ba(NO3)2在热水中的溶解度大, 在冷水中的溶解度小，所以操作III为蒸发浓缩、冷却结晶。

（6）过滤3后的母液是析出Ba(NO3)2晶体后的Ba(NO3)2的饱和溶液，为使物质循环利用，根据各个容器中物质的成分可知应循环到容器C中；

（7）Ba（NO3）2晶体溶于水与加入的硫酸溶液发生反应：Ba2++SO42-=BaSO4↓，n（BaSO4）= m g÷233g/mol=m/233mol；由于Ba（NO3）2的式量是261，因此w g晶体中含有Ba（NO3）2的质量是m[Ba（NO3）2]= m/233mol×261g/mol=261m/233g，所以该晶体中硝酸钡的质量分数是[261m/233g] ÷w×100％=261m/233w×100％。