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　　． 答案：【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用． 【专题】实验分析题；实验评价题；演绎推理法；物质的分离提纯和鉴别． 【分析】钡泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等，加入硝酸，在a容器中充分溶解，可生成硫酸钡，过滤后滤液中含有铁离子、钡离子等，且溶液呈酸性，可加入碳酸钡，调节溶液pH=4～5，使铁离子水解生成Fe（OH）3沉淀，过滤后废渣2为Fe（OH）3，滤液中含有硝酸、硝酸钡等，加入氢氧化钡中和得到硝酸钡溶液，经蒸发、浓缩、过滤可得到硝酸钡晶体，母液中含有硝酸钡， （1）根据沉淀溶解平衡的移动分析； （2）Ba（FeO2）2与中钡元素和铁元素的化合价分析反应产物，然后写出方程式； （3）X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，结合本厂实际，故可用BaCO3； （4）根据三价铁离子和二价铁离子完全沉淀时的PH分析； （5）根据从溶液中提取溶质的方法分析； （6）根据母液中的成分判断； （7）根据沉淀硫酸钡的质量，结合方程式计算求出硝酸钡的质量，再求样品的纯度． 【解答】解：钡泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等，加入硝酸，在a容器中充分溶解，可生成硫酸钡，过滤后滤液中含有铁离子、钡离子等，且溶液呈酸性，可加入碳酸钡，调节溶液pH=4～5，使铁离子水解生成Fe（OH）3沉淀，过滤后废渣2为Fe（OH）3，滤液中含有硝酸、硝酸钡等，加入氢氧化钡中和得到硝酸钡溶液，经蒸发、浓缩、过滤可得到硝酸钡晶体，母液中含有硝酸钡， （1）将BaCO3加入足量的饱和Na2CO3溶液中，存在BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42﹣（aq），钡离子与碳酸根离子结合生成碳酸钡沉淀，使硫酸钡的沉淀溶解平衡正移，从而转化为碳酸钡，其反应的离子方程式为：BaSO4（s）+CO32﹣（aq）⇌BaCO3（s）+SO42﹣（aq）， 故答案为：BaSO4（s）+CO32﹣（aq）⇌BaCO3（s）+SO42﹣（aq）； （2）Ba（FeO2）2与中钡元素为+2价，铁元素为+3价，所以反应产物为Ba（NO3）2和Fe（NO3）3，所以其反应方程式为：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）X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，结合工厂实际，应该用BaCO3来调节pH， 故答案为：B； （4）已知Fe（OH）3和Fe（OH）2完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2和9.7，流程中调节PH为4～5，所以三价铁离子会完全转化为沉淀Fe（OH）3， 故答案为：Fe（OH）3； （5）从溶液中提取溶质的方法为：蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤，所以操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶， 故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶； （6）通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硝酸钡晶体，剩余的滤液中仍含有少量的Ba（NO3）2，所以含有Ba（NO3）2的母液应该，循环到容器c中， 故答案为：c； （7）称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为m克，其发生的反应为：Ba（NO3）2+H2SO4=BaSO4+2HNO3， 设参加反应的Ba（NO3）2为xg，    Ba（NO3）2+H2SO4=BaSO4+2HNO3     261               233      x                 mg 则 =，解得x=，所以该Ba（NO3）2的纯度为×100%=×100%， 故答案为：×100%． 【点评】本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力，题目难度中等． 　

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