Question

【題目】BaCl2·xH2O是用途廣泛的基礎化工產品。我國目前主要是用鹽酸和硫化鋇(含少量Mg2+、Fe3+等)反應生產BaCl2·xH2O，工藝流程如下圖所示。

已知:室溫時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38

請回答下列問題:

(1)寫出氯化鋇的電子式________。鹽酸和硫化鋇反應的化學方程式為________。

(2)吸收液X的溶質是________。一定條件下向(NH4)2S溶液中通入空氣，可得到單質硫并使吸收液再生，吸收液再生反應的化學方程式為________。

(3)操作1的名稱是________，操作3的過程是將容液B蒸發濃縮、________、過濾等。

(4)沉淀D的成分是________。

(5)熱空氣吹除時會有部分HS-轉變為S2O32-，使產品仍達不到純度要求，可再進行酸化脫硫，酸化脫硫時的離子方程式為________。

(6)室溫時，若加堿調溶液pH至9，則完全沉淀的離子是________ 。

(7)此工藝流程中循環利用的物質是________。

Answer 1

【答案】 BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑ NH3H2O 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓ 過濾 降溫結晶 S(或硫) S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O Fe3+ BaCl2

【解析】氯化鋇為離子化合物，化學式BaCl2，氯化鋇的電子式為 ；根據強酸制備弱酸規律：鹽酸和硫化鋇反應生成氯化鋇和硫化氫氣體，化學方程式為BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑；正確答案： ； BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑。

(2)根據流程看出，通入吸收液X后產生了硫化銨，所以吸收液X的溶質是.NH3H2O；一定條件下向(NH4)2S溶液中通入空氣，可得到單質硫和一水合氨，反應的化學方程式為. 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓；正確答案：NH3H2O；2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓。

(3)根據流程可知，濁液通入熱空氣產生沉淀，所以操作1的名稱是過濾；從氯化鋇溶液中得到氯化鋇晶體，可以采用將溶液B進行蒸發濃縮、降溫結晶、過濾等操作；正確答案：過濾；降溫結晶。

(4)由于 BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑反應，會有少量硫化氫溶在氯化鋇溶液中，通入熱空氣，會把硫化氫氧化為硫單質，所以沉淀D的成分是S(或硫)；正確答案： S(或硫)。

(5)熱空氣吹除時會有部分HS-轉變為S2O32-，S2O32-與氫離子發生氧化還原反應，生成單質硫和二氧化硫氣體，離子方程式為：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O；正確答案：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O。

(6) 室溫時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38；鎂離子完全沉淀，溶液中c(OH-)2= Ksp[Mg(OH)2]/c(Mg2+)=1.8×10-11/1×10-5=1.8×10-6，c(OH-)=1.34×10-3，c(H+)=7.5×10-12,結果pH大于9；鐵離子沉淀完全，溶液中c(OH-)3=Ksp[Fe(OH)3]/ c(Fe3+)= 4.0×10-38/1×10-5=4×10-33, c(OH-)=1.45×10-11, pH c(H+)=6.9×10-3, 結果pH小于9，鐵離子沉淀完全；綜上分析，室溫時，若加堿調溶液pH至9時，完全沉淀的離子是Fe3+；正確答案：Fe3+。

(7)從流程看出，氯化鋇結晶后，會有少量殘留在溶液C中，通過循環利用，提高了氯化鋇的利用率；正確答案：BaCl2。