Question

【題目】Ba(NO3)2常用于軍事上生產綠色信號彈、曳光彈等。某生產BaCO3的化工廠生產排出大量的鋇泥（主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，該廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2晶體(不含結晶水)，部分工藝流程如下：

已知：pH=3.2時，可使Fe3+沉淀完全；

請回答下列問題：

（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。試用離子方程式說明提純原理：______________________________。

（2）酸溶時，Ba(FeO2)2與HNO3反應的化學方程式為_______________________________。

（3）該廠結合本廠實際,化合物X最好選用_________

A．BaCl2 B．Ba(OH)2 C．Ba(NO3)2 D．BaCO3

（4）濾渣1和濾渣2洗滌產生的廢液不能直接排入環境，原因是_______________________。

（5）①反應I需調節溶液pH值范圍在4～5，目的是________________________________。

②驗證該步驟中沉淀已完全的實驗操作是_____________________________________。

（6）測定所得Ba(NO3)2晶體的純度：準確稱取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,稱量其質量為m克,則該晶體的純度為_____________。（提示：M(Ba(NO3)2)= 261 g/mol，M(BaSO4)= 233 g/mol）

Answer 1

【答案】 BaSO4(s)+ CO32-(aq) BaCO3(s)+ SO42- (aq) Ba(FeO2)2 + 8HNO3＝Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O D 廢液中含有的重金屬離子Ba2+會污染環境 中和溶液中過量的H+，促進溶液中Fe3+水解而形成Fe(OH)3沉淀 取上層清液于試管中，往其中滴入幾滴KSCN溶液，若不變血紅色，則證明沉淀已完全

【解析】鋇泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，加入硝酸，在容器中充分溶解，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，調節溶液pH=4～5，使鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀，過濾后廢渣為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，經蒸發、濃縮、過濾可得到硝酸鋇晶體。

(1)溶液存在BaSO4(aq)+CO32-(aq)BaCO3(aq)+SO42-(aq)，當c(CO32-)×c(Ba2+)＞Ksp(BaCO3)時，可實現沉淀的轉化，故答案為：BaSO4(aq)+CO32-(aq)BaCO3(aq)+SO42-(aq)；

(2)Ba(FeO2)2與中鋇元素為+2價，鐵元素為+3價，所以反應產物為Ba(NO3)2和Fe(NO3)3，所以其反應方程式為：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)加入X調節溶液的pH=4～5，則X應能消耗H+，結合工廠主要生產BaCl2、BaCO3、BaSO4的實際情況，可選用BaCO3，故答案為：D；

(4)濾渣1和濾渣2洗滌產生的廢液中含有的重金屬離子Ba2+會污染環境，不能直接排入環境，故答案為：廢液中含有的重金屬離子Ba2+會污染環境；

(5)①反應I需調節溶液pH值范圍在4～5，中和溶液中過量的H+，促進溶液中Fe3+水解而形成Fe(OH)3沉淀，②驗證該步驟中沉淀已完全，只需要檢驗溶液中是否存在鐵離子，實驗操作和現象為取上層清液于試管中，往其中滴入幾滴KSCN溶液，若不變血紅色，則證明沉淀已完全，故答案為：中和溶液中過量的H+，促進溶液中Fe3+水解而形成Fe(OH)3沉淀；取上層清液于試管中，往其中滴入幾滴KSCN溶液，若不變血紅色，則證明沉淀已完全；

(6)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，其發生的反應為：Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3，設參加反應的Ba(NO3)2為xg，

Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3

261 233

x mg

則解得x=g，所以該Ba(NO3)2的純度為×100%=×100%，故答案為：×100%。