Question

【題目】氯化鋇是一種可溶性重金屬鹽，廣泛應用于化工領域。工業上以重晶石（主要成分BaSO4，雜質為Fe2O3）為原料，通過下列流程生成氯化鋇晶體（BaCl2·xH2O）并進行組成測定。

已知：①BaSO4+4C4CO↑+BaS

②CaO、BaO都能與水反應生成堿

（1）焙燒時，焦炭與雜質Fe2O3也會發生反應，反應方程式為_____；實際生產中必須加入過量焦炭，其目的是使重晶石充分反應，提高產率和_____。

（2）焙燒時，溫度和時間對硫酸鋇轉化率的影響如下圖，則最佳溫度約為_____℃，時間約為_____min。

（3）酸溶時，硫化鋇（BaS）與鹽酸發生復分解反應產生硫化氫氣體（H2S），該反應方程式為_____；氣體X成分除H2S和少量揮發出的HCl、水蒸氣外，還含有_____。

（4）除鐵反應中試劑Y可以是_____（填字母）。

a.NaOH溶液 b.氨水 c.生石灰 d.BaO固體

證明鐵已除盡的方法是：取上層清液于試管中，滴入_____溶液，若無明顯現象，則已除盡。

（5）濾渣水洗的目的是提高晶體產率和_____。

（6）測定晶體（BaCl2·xH2O）的組成：

Ⅰ.稱取24.4gBaCl2晶體，置于小燒杯中，加入適量蒸餾水，使其全部溶解。

Ⅱ.再邊攪拌邊滴加稀硫酸到沉淀完全，靜置；

Ⅲ.過濾并洗滌沉淀；

Ⅳ.將盛有沉淀的濾紙包烘干并中溫灼燒后，稱得BaSO4沉淀質量為23.3g。

①通過計算，確定x的值。_____（寫出計算過程）

②操作Ⅳ中，如果空氣不充足和溫度過高，可能會有部分沉淀被濾紙中的碳還原為BaS，這使x的測定結果_____（填“偏低”、“偏高”或“不變”）。

Answer 1

【答案】3C＋Fe2O32Fe＋3CO↑ 提供熱量（維持反應所需高溫） 1000 60 BaS＋2HCl=BaCl2＋H2S↑ H2 d NaOH（合理即可） 減少廢渣中可溶性鋇鹽對環境的污染（環保） 2 偏高

【解析】

（1）根據題意，碳和氧化鐵在高溫下反映生成鐵和一氧化碳，故填；通入過量焦炭后，可使重晶石充分反應同時焦炭燃燒可維持反應的高溫熱量，故填提供熱量（維持反應所需高溫）；

（2）根據曲線圖所示，在1000℃時，硫酸鋇轉化率最高，故填1000；根據曲線圖所示，時間在60min時，硫酸鋇轉化率最高，故填60；

（3）硫化鋇與鹽酸發生復分解反應生成氯化鋇和硫化氫氣體，故填；在重晶石中，有氧化鐵雜質，經過焦炭高溫會生成單質鐵，鐵和鹽酸反應會產生氫氣，故填；

（4）到該步驟時，含有雜質氯化亞鐵，故在不引入其他雜質的情況下除鐵，加入氧化鋇固體，生成氯化鋇和氧化亞鐵沉淀，過濾后可出去鐵，故填d；判斷濾液中是否有亞鐵離子，滴入氫氧化鈉溶液，是否產生沉淀，則可判斷鐵是否完全去除；故填；

（5）水洗為了清洗濾渣中的鋇鹽，防止對自然環境的污染；

（6）①根據題意可知，設定氯化鋇質量為y：

，y=20.8g，即氯化鋇為20.8g，因為稱取氯化鋇水合物晶體為24.4g，那么水的質量為，，；

②若有部分沉淀被濾紙中的碳還原為，但是在稱量過程中，會誤認為沉淀物都是硫酸鋇，故稱量的沉淀質量會偏小，那么計算出的氯化鋇質量就會偏小，同時在計算氯化鋇水合物中水的質量就會偏大，計算x數值會偏高，故填偏高。