6.鋇鹽生產中排出大量的鋇泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等],某主要生產BaCO3的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO32晶體及其他副產物,其部分工藝流程如下:

已知:i.Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀時,溶液的pH分別為3.2和9.7.
ii.Ba(NO32在熱水中溶解度較大,在冷水中溶解度較。
iii.KSP(BaSO4)=1.1×10-10,KSP(BaCO3)=5.1×10-9
(1)該廠生產的BaCO3因含有少量BaSO4而不純,提純的方法是:將產品加入足量的飽和Na2CO3溶液中,充分攪拌,過濾,洗滌.用離子方程式說明提純原理:BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq).
(2)上述流程酸溶時,Ba(FeO22與HNO3反應生成兩種硝酸鹽,化學方程式為:Ba(FeO22+8HNO3=Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O.
(3)該廠結合本廠實際,選用的X為③(從下列選項中選擇);廢渣2為Fe(OH)3(寫出化學式).
①BaCl2    ②Ba(NO32    ③BaCO3   ④Ba(OH)2
(4)過濾3后的母液應循環(huán)到容器c中.(填“a”、“b”或“c”)
(5)稱取w g晶體溶于蒸餾水,加入足量的硫酸,充分反應后,過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀質量為m g,則該Ba(NO32的純度為$\frac{261m}{233w}$×100%.

分析 鋇泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等,加入硝酸,在a容器中充分溶解,可生成硫酸鋇,過濾后濾液中含有鐵離子、鋇離子等,且溶液呈酸性,可加入碳酸鋇,調節(jié)溶液pH=4~5,使鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,過濾后廢渣2為Fe(OH)3,濾液中含有硝酸、硝酸鋇等,加入氫氧化鋇中和得到硝酸鋇溶液,經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、過濾可得到硝酸鋇晶體,母液中含有硝酸鋇,
(1)當c(CO32-)×c(Ba2+)>Ksp(BaCO3)時,可實現(xiàn)沉淀的轉化;
(2)Ba(FeO22與HNO3反應生成Ba(NO32和Fe(NO33,以此確定反應的化學方程式;
(3)X既要能消耗硝酸,又不產生新雜質,結合本廠實際,故可用BaCO3
(4)通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾,得到硝酸鋇晶體,剩余的濾液中仍含有少量的Ba(NO32,可循環(huán)使用;
(5)根據(jù)沉淀硫酸鋇的質量,結合方程式計算求出硝酸鋇的質量,再求樣品的純度.

解答 解:鋇泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等,加入硝酸,在a容器中充分溶解,可生成硫酸鋇,過濾后濾液中含有鐵離子、鋇離子等,且溶液呈酸性,可加入碳酸鋇,調節(jié)溶液pH=4~5,使鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,過濾后廢渣2為Fe(OH)3,濾液中含有硝酸、硝酸鋇等,加入氫氧化鋇中和得到硝酸鋇溶液,經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、過濾可得到硝酸鋇晶體,母液中含有硝酸鋇,
(1)溶液存在BaSO4(aq)+CO32-(aq)?BaCO3(aq)+SO42-(aq),增大碳酸根離子的濃度,當c(CO32-)×c(Ba2+)>Ksp(BaCO3)時,可實現(xiàn)沉淀的轉化,
使平衡正向移動從而除去BaSO4雜質,
故答案為:BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq);
(2)Ba(FeO22與中鋇元素為+2價,鐵元素為+3價,所以反應產物為Ba(NO32和Fe(NO33,所以其反應方程式為:Ba(FeO22+8HNO3═Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O,
故答案為:Ba(FeO22+8HNO3=Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O;
(3)X既要能中和硝酸,又不產生新雜質,結合工廠實際,應該用BaCO3來調節(jié)pH,由以上分析可知過濾后廢渣2為Fe(OH)3,
故答案為:③;Fe(OH)3;
(4)通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾,得到硝酸鋇晶體,剩余的濾液中仍含有少量的Ba(NO32,所以含有Ba(NO32的母液應該,循環(huán)到容器c中,
故答案為:c;
(5)稱取w克晶體溶于蒸餾水,加入足量的硫酸,充分反應后,過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀質量為m克,其發(fā)生的反應為:Ba(NO32+H2SO4=BaSO4+2HNO3,
設參加反應的Ba(NO32為xg,
Ba(NO32+H2SO4=BaSO4+2HNO3
261              233
x                mg
則 $\frac{261}{x}$=$\frac{233}{mg}$,解得x=$\frac{261m}{233}$,所以該Ba(NO32的純度為$\frac{\frac{261m}{233}}{w}$×100%=$\frac{261m}{233w}$×100%=
故答案為:$\frac{261m}{233w}$×100%.

點評 本題考查學生在“工藝流程閱讀、相關反應化學方程式書寫、化學反應條件控制的原理、生產流程的作用”等方面對元素化合物性質及其轉化關系的理解和應用程度,綜合考查學生對新信息的處理能力、分析能力和實驗能力,題目難度中等,注意把握實驗原理和方法.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

12.列有關Na2C03和NaC03性質的比較中正確的是( 。
A.等濃度的溶液中滴入稀鹽酸.放出氣體的快慢Na2C03<NaC03
B.熱穩(wěn)定性Na2C03<NaHC03
C.常溫時水溶性Na2C03<NaHC03
D.相對分子質量Na2C03<NaHC03

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.工業(yè)上生產高氯酸時,還同時生產了一種常見的重要含氯消毒劑和漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2),其工藝流程如下:

已知:
1、NaHSO4溶解度隨溫度的升高而增大,適當條件下可結晶析出.
2、高氯酸是至今為止人們已知酸中的最強酸,沸點90℃.
請回答下列問題:
(1)反應器Ⅰ中冷卻的目的是降低NaHSO4的溶解度,使NaHSO4結晶析出,方法1使用的操作是蒸餾.
(2)反應器Ⅱ中發(fā)生反應的離子方程式為2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O.
(3)通入反應器Ⅱ中的SO2用另一物質H2O2代替同樣能生成 NaClO2,請簡要說明雙氧水在反應中能代替SO2的原因是H2O2有還原性也能把ClO2還原為NaClO2
(4)Ca(ClO)2、ClO2、NaClO、NaClO2 等含氯化合物都是常用的消毒劑和漂白劑是因為它們都具有強氧化性,請寫出工業(yè)上用氯氣和NaOH溶液生產另一種消毒劑 NaClO的離子方程式Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.用1-丁醇、溴化鈉和較濃H2SO4混合物為原料,在實驗室制備1-溴丁烷,并檢驗反應的部分副產物.(已知:NaCl+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl↑)現(xiàn)設計如下裝置,其中夾持儀器、加熱儀器及冷卻水管沒有畫出.請回答下列問題:

(1)儀器A的名稱是三頸燒瓶.
(2)關閉a和b、接通豎直冷凝管的冷凝水,給A加熱30分鐘,制備1-溴丁烷.寫出該反應的化學方程式三頸燒瓶.
(3)理論上,上述反應的生成物還可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氫等.熄滅A處酒精燈,在豎直冷凝管上方塞上塞子,打開a,利用余熱繼續(xù)反應直至冷卻,通過B、C裝置檢驗部分副產物.B、C中應盛放的試劑分別是硝酸銀、高錳酸鉀溶液或溴水.
(4)在實驗過程中,發(fā)現(xiàn)A中液體由無色逐漸變成黑色,該黑色物質與濃硫酸反應的化學方程式為C+2H2SO4(濃) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O,可在豎直冷凝管的上端連接一個內裝吸收劑堿石灰的干燥管,以免污染空氣.
(5)相關有機物的數(shù)據(jù)如下:
物質熔點/0C沸點/0C
1-丁醇-89.5117.3
1-溴丁烷-112.4101.6
丁醚-95.3142.4
1-丁烯-185.3-6.5
為了進一步精制1-溴丁烷,繼續(xù)進行了如下實驗:待燒瓶冷卻后,拔去豎直的冷凝管,塞上帶溫度計的橡皮塞,關閉a,打開b,接通冷凝管的冷凝水,使冷水從d(填c或d)處流入,迅速升高溫度至101.6℃,收集所得餾分.
(6)若實驗中所取1-丁醇、NaBr分別為7.4g、13.0g,蒸出的粗產物經(jīng)洗滌、干燥后再次蒸餾得到9.6g 1-溴丁烷,則1-溴丁烷的產率是.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.某混合氣體G可能含有CO、CO2、SO2、H2O等氣體,用a.無水CuSO4;b.澄清石灰水;c.灼熱CuO;d.堿石灰;e.酸性品紅溶液;f.定量酸性高錳酸鉀溶液等藥品可將其一一檢出,檢出的正確順序是( 。
A.G→a→c→f→b→d→c→bB.G→c→b→d→c→f→c→aC.G→a→e→f→b→d→cD.G→b→f→a→d→c→b

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

11.用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl2•xH2O).有如圖操作:
已知:在pH為4~5時,F(xiàn)e3+幾乎完全水解而沉淀,而此時Cu2+卻幾乎不水解.
(1)溶液A中的金屬離子有Fe3+、Fe2+、Cu2+.能檢驗溶液A中Fe2+的試劑為①(填編號,下同).
①KMnO4   ②(NH42S    ③NaOH       ④KSCN
(2)氧化劑可選用①④.   ①Cl2  ②KMnO4  ③HNO3   ④H2O2
(3)要得到較純的產品,試劑可選用③④. ①NaOH   ②NH3.H2O   ③Cu(OH)2、蹸u2(OH)2CO3
(4)某同學設計以原電池的形式實現(xiàn)Fe2+至Fe3+的轉化,電解質溶液為稀硫酸,請寫出負極的電極反應:
Fe2+-e-═Fe3+

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.已知:①向飽和NaCl的氨氣溶液中持續(xù)通入CO2氣體;②向飽和Na2CO3溶液中通入足量的CO2氣體.最終兩種溶液中均會析出NaHCO3晶體,下列有關說法中錯誤的是( 。
A.①中的離子反應方程式是:Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+
B.②中的離子反應方程式是:2Na++CO32-+H2O+CO2=2NaHCO3
C.上述變化說明相同溫度下溶解度Na2CO3>NaHCO3>NaCl
D.向飽和CaCl2溶液中加入濃Ba(OH)2溶液,也會析出晶體

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.下列表示電子式的形成過程正確的是( 。
A.B.
C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.運用相關化學知識進行判斷,下列結論正確的是( 。
A.某吸熱反應能自發(fā)進行,因此該反應一定是熵增反應
B.合成氨的反應達到平衡后,給體系加壓(壓縮),活化分子百分數(shù)增加,所以反應速率加快
C.活化分子之間的碰撞都是有效碰撞,都能引發(fā)化學反應
D.增大反應物濃度可加快反應速率,因此用濃硫酸與鐵反應能增大生成H2的速率

查看答案和解析>>

同步練習冊答案