Question

【題目】Ba(NO3)2可用于生產煙花。某主要生產BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用某種鋇泥[主要含有BaCO3、Ba(FeO2)2、極少量CuCO3等]制取Ba(NO3)2晶體，其部分工藝流程如下：

已知：Fe3+和Fe2+以氫氧化物形式沉淀完全時，溶液的pH分別為3.2和9.7。

(1)酸溶時不使用濃硝酸的原因是________。

(2)酸溶后溶液中pH=1，Ba(FeO2)2與HNO3的反應化學方程式為___________。

(3)該廠結合本廠實際，中和選用的X為____________(填化學式)；中和使溶液中________(填離子符號)的濃度減少(中和引起的溶液體積變化可忽略)。

(4)濾液得到Ba(NO3)2晶體的操作依次為_____________、_____________、過濾。

(5)為了減少環境污染，請對上述流程中不合理的設計進行改進，改進措施是_______。

Answer 1

【答案】濃HNO3易揮發、分解 Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O BaCO3 Fe3+、H+ 蒸發濃縮 冷卻結晶 洗滌廢渣并回收洗滌液

【解析】

BaCO3中含有Ba(FeO2)2、極少量CuCO3等，其中Ba(FeO2)2中鋇元素為+2價，鐵元素為+3價，加入硝酸，在容器中充分溶解得到溶液，此溶液中含有鋇離子、銅離子、三價鐵離子，可加入X碳酸鋇，調節溶液pH=4~5，使鐵離子、銅離子水解生成氫氧化鐵沉淀、氫氧化銅沉淀，過濾后濾渣為氫氧化鐵、氫氧化銅，濾液中主要含有硝酸、硝酸鋇，經蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到硝酸晶體，據此分析解答。

BaCO3中含有Ba(FeO2)2、極少量CuCO3等，其中Ba(FeO2)2中鋇元素為+2價，鐵元素為+3價，加入硝酸，在容器中充分溶解得到溶液，此溶液中含有鋇離子、銅離子、三價鐵離子，可加入X碳酸鋇，調節溶液pH=4~5，使鐵離子、銅離子水解生成氫氧化鐵沉淀、氫氧化銅沉淀，過濾后濾渣為氫氧化鐵、氫氧化銅，濾液中主要含有硝酸、硝酸鋇，經蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到硝酸晶體，

（1）濃HNO3易揮發、分解，則酸溶時不宜使用濃硝酸；

故答案為：濃HNO3易揮發、分解；

（2）酸溶后溶液中pH=1，Ba(FeO2)2與HNO3的反應生成硝酸鋇、硝酸鐵和水，反應的化學方程式為Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O；

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

（3）該廠結合本廠實際，中和選用的X必須能消耗過量的硝酸并使鐵離子沉淀而除去，且不引入新雜質，可為BaCO3；中和使溶液中Fe3+、H+的濃度減少；

故答案為：BaCO3；Fe3+、H+；

（4）濾液中主要含有硝酸、硝酸鋇，則濾液得到Ba(NO3)2晶體的操作依次為蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾；

故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；

（5）為了減少環境污染，請對上述流程中不合理的設計進行改進，改進措施是洗滌廢渣并回收洗滌液；

故答案為：洗滌廢渣并回收洗滌液。