15.鋇鹽生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等],某主要生產(chǎn)BaCO3的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO32晶體及其他副產(chǎn)物,其部分工藝流程如圖:

已知:i Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3.2和9.7.
ii Ba(NO32在熱水中溶解度較大,在冷水中溶解度較。
iii KSP(BaSO4)=1.1×10-10,KSP(BaCO3)=5.1×10-9
(1)Ba(FeO22中Fe的化合價(jià)是+3.
(2)二氧化碳與水作用形成的碳酸在水中的電離常數(shù)Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;次氯酸在水中的電離常數(shù)Ka=4.7×10-8.寫出向“84消毒液”(主要成分為氯化鈉和次氯酸鈉)中通入二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的離子方程式ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-
(3)該廠生產(chǎn)的BaCO3因含有少量BaSO4而不純,提純的方法是:將產(chǎn)品加入足量的飽和Na2CO3溶液中,充分?jǐn)嚢,過濾,洗滌.用離子方程式和必要的文字說明提純原理:BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq).
(4)上述流程酸溶時(shí),Ba(FeO22與HNO3反應(yīng)生成兩種硝酸鹽,化學(xué)方程式為:Ba(FeO22+8HNO3═Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O.
(5)該廠結(jié)合本廠實(shí)際,選用的X為③(從下列選項(xiàng)中選擇);廢渣2為Fe(OH)3(寫出化學(xué)式).
①BaCl2   ②Ba(NO32   ③BaCO3   ④Ba(OH)2
(6)過濾3后的母液應(yīng)循環(huán)到容器c中.(填“a”、“b”或“c”)
(7)稱取w g晶體溶于蒸餾水,加入足量的硫酸,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀質(zhì)量為m g,則該Ba(NO32的純度為$\frac{261m}{233w}$×100%.

分析 鋇泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等,加入硝酸,在a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(diào)節(jié)溶液pH=4~5,使鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀,過濾后廢渣2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(jīng)蒸發(fā)、濃縮、過濾可得到硝酸鋇晶體,母液中含有硝酸鋇,
(1)根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0判斷Ba(FeO22中Fe的化合價(jià);
(2)根據(jù)電離常數(shù)判斷酸性強(qiáng)弱,根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理書寫反應(yīng)的離子方程式;
(3)當(dāng)c(CO32-)×c(Ba2+)>Ksp(BaCO3)時(shí),可實(shí)現(xiàn)沉淀的轉(zhuǎn)化;
(4)Ba(FeO22與HNO3反應(yīng)生成Ba(NO32和Fe(NO33,以此確定反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(5)X既要能中和硝酸,又不產(chǎn)生新雜質(zhì),結(jié)合本廠實(shí)際,故可用BaCO3;根據(jù)上面的分析可知,廢渣2為Fe(OH)3;
(6)通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,得到硝酸鋇晶體,剩余的濾液中仍含有少量的Ba(NO32,可循環(huán)使用;
(7)根據(jù)沉淀硫酸鋇的質(zhì)量,結(jié)合方程式計(jì)算求出硝酸鋇的質(zhì)量,再求樣品的純度.

解答 解:(1)根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知,Ba(FeO22中Fe的化合價(jià)為+3價(jià),
故答案為:+3;
(2)根據(jù)電離常數(shù)可知,酸性強(qiáng)弱為H2CO3>HCl2CO>HCO3-,所以次氯酸鈉中通入二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-
故答案為:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-;
(3)將BaCO3加入足量的飽和Na2CO3溶液中,存在BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq),鋇離子與碳酸根離子結(jié)合生成碳酸鋇沉淀,使硫酸鋇的沉淀溶解平衡正移,從而轉(zhuǎn)化為碳酸鋇,其反應(yīng)的離子方程式為:BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq),
故答案為:BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq);
(4)Ba(FeO22與中鋇元素為+2價(jià),鐵元素為+3價(jià),所以反應(yīng)產(chǎn)物為Ba(NO32和Fe(NO33,所以其反應(yīng)方程式為:Ba(FeO22+8HNO3═Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O,
故答案為:Ba(FeO22+8HNO3═Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O;
(5)X既要能中和硝酸,又不產(chǎn)生新雜質(zhì),結(jié)合工廠實(shí)際,應(yīng)該用BaCO3來調(diào)節(jié)pH,故選③,已知Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3.2和9.7,流程中調(diào)節(jié)PH為4~5,所以三價(jià)鐵離子會完全轉(zhuǎn)化為沉淀Fe(OH)3,
故答案為:③;Fe(OH)3;
(6)通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,得到硝酸鋇晶體,剩余的濾液中仍含有少量的Ba(NO32,所以含有Ba(NO32的母液應(yīng)該,循環(huán)到容器c中,
故答案為:c;
(7)稱取w克晶體溶于蒸餾水,加入足量的硫酸,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀質(zhì)量為m克,其發(fā)生的反應(yīng)為:Ba(NO32+H2SO4=BaSO4+2HNO3,
設(shè)參加反應(yīng)的Ba(NO32為xg,
   Ba(NO32+H2SO4=BaSO4+2HNO3
    261               233
     x                 mg
則 $\frac{261}{x}$=$\frac{233}{mg}$,解得x=$\frac{261m}{233}$,所以該Ba(NO32的純度為$\frac{\frac{261m}{233}}{w}$×100%=$\frac{261m}{233w}$×100%,
故答案為:$\frac{261m}{233w}$×100%.

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生在“工藝流程閱讀、相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式書寫、化學(xué)反應(yīng)條件控制的原理、生產(chǎn)流程的作用”等方面對元素化合物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的理解和應(yīng)用程度,考查學(xué)生對新信息的處理能力,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列四個(gè)試管中,發(fā)生如下反應(yīng):CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,產(chǎn)生氣體的速率最快的是( 。
試管CaCO3的狀態(tài)鹽酸的濃度溫度
A塊狀1mol•L-120℃
B粉末狀1mol•L-120℃
C塊狀2mol•L-140℃
D粉末狀2mol•L-140℃
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列敘述中正確的是( 。
A.Cu和足量的稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生4.48 L氣體時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6×6.02×1023
B.常溫常壓下,8.8 g CO2和N2O混合物中所含有的原子總數(shù)為0.6×6.02×1023
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,3.36 L己烷中含有的分子數(shù)目為0.15×6.02×1023
D.在1 L 0.2 mol/L的硫酸鐵溶液中含有的三價(jià)鐵離子數(shù)為0.4×6.02×1023

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.鎢(74W)是我國豐產(chǎn)元素,是熔點(diǎn)最高的金屬,廣泛用于拉制燈泡的燈絲,在自然界主要以鎢(+6價(jià))酸鹽的形式存在.黑鎢礦是冶煉鎢的主要礦石之一.它的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4和MnWO4).
黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法(工業(yè)流程如圖所示):

已知:①鎢酸(H2WO4)酸性很弱,難溶于水.②在冶煉過程中鎢元素的化合價(jià)保持不變.
(1)74W在周期表的位置是第六周期.
(2)操作①中MnWO4轉(zhuǎn)化為MnO2的化學(xué)方程式2MnWO4+4NaOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na2WO4+2MnO2+2H2O.
(3)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)濾渣中含有Fe2O3的方法是取少量濾渣于試管中,加適量稀鹽酸溶解.取少量上層清液,滴加硫氰化鉀溶液,若溶液變紅即含有Fe2O3
(4)上述流程中B、C都是鎢的化合物,則B為H2WO4,B→C的反應(yīng)類型是分解反應(yīng).
(5)鎢冶煉工藝的第二階段是用氫氣、鋁等還原劑把產(chǎn)品C還原為金屬鎢.對鎢的純度要求不高時(shí),可用鋁作還原劑.寫出用鋁還原產(chǎn)品C制取金屬鎢的化學(xué)方程式WO3+2Al$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$W+Al2O3;實(shí)驗(yàn)室引發(fā)該反應(yīng)的操作方法是在混合物上面加少量氯酸鉀固體,中間插一根用砂紙打磨過的鎂帶,用燃著的小木條點(diǎn)燃鎂帶.
(6)常溫下,黑鎢礦中FeWO4和MnWO4的溶度積常數(shù)分別為Ksp(FeWO4)=2.5×10-12;Ksp(MnWO4)=7.5×10-16;欲將體積為 1 L含MnWO4物質(zhì)的量為0.6 mol懸濁液全部轉(zhuǎn)化為FeWO4懸濁液,理論上可往MnWO4懸濁液加入等體積一定濃度的FeCl2溶液完成上述轉(zhuǎn)化;請計(jì)算所加入FeCl2溶液濃度為2000mol/L,所以實(shí)際生產(chǎn)過程不能(填“能”或“不能”)通過加入FeCl2溶液的方法實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化.(注:混合后溶液體積變化可忽略)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途.
I.高鐵酸鉀( K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中.如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置:

(1)該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-;若維持電流強(qiáng)度為1A,電池工作10min,理論消耗Zn0.2g(已知F=96500C/mol).
(2)鹽橋中盛有飽和KC1溶液,此鹽橋中氯離子向右移動(填“左”或“右”);若用陽離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向左移動(填“左”或“右”).
(3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線,由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有使用時(shí)間長、工作電壓穩(wěn)定.
Ⅱ.工業(yè)上濕法制備K2FeO4的工藝流程如圖3.

(4)完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式:
2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,其中氧化劑是NaClO(填化學(xué)式).
(5)加入飽和KOH溶液的目的是減小高鐵酸鉀的溶解,促進(jìn)高鐵酸鉀晶體析出
(6)已知25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5mol/Ll00mL FeCl3溶液,為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則至少需要加入2.5mL2mol/L的鹽酸(忽略加入鹽酸體積).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

20.如表列出了A-G 7種元素在周期表中的位置
周期\族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO
2E
3ACDG
4BF
(1)這7種元素中化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是Al(填元素符號)
(2)D元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(3)A、B、C三種元素按原子半徑由大到小的順序排列為K>Na>Mg(填元素符號)
(4)E元素氫化物的結(jié)構(gòu)式是H-O-H,該氫化物在常溫下跟B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2K+2H2O=2KOH+H2↑.
(5)F元素跟A元素形成化合物的電子式是,高溫灼燒該化合物時(shí),火焰呈黃色.
(6)C.D的單質(zhì)作電極,稀硫酸作電解質(zhì)溶液,構(gòu)成原電池.其負(fù)極的電極反應(yīng)式為:Mg-2e-=Mg2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列四種烴的命名不正確的是( 。
A.2-甲基-3-己炔B.2-甲基丙烷C.3-甲基-2-丁烯D.2-甲基-2-丁烯

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

4.如圖所示與對應(yīng)的敘述一致的是(  )
A.
在新型催化劑作用下利用太陽能使水分解的能量變化曲線
B.
KNO3溶解度曲線,α點(diǎn)所示溶液為50℃時(shí)的不飽和溶液
C.
常溫下pH=2的HCl溶液加水稀釋倍數(shù)與pH的變化關(guān)系
D.
10ml 0.01ml/L KMnO4酸性溶液與過量的0.1mol/L H2C2O4溶液混合時(shí),n(Mn2+)隨時(shí)間的變化(Mn2+對該反應(yīng)有催化作用)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.某新型電池,以NaBH4(B的化合價(jià)為+3價(jià))和H2O2做原料,該電池可用作深水勘探等無空氣環(huán)境電源,其工作原理如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.電池工作時(shí)Na+從b極區(qū)移向a極區(qū)
B.a極上的電極反應(yīng)式為BH4-+8OH--8e-=BO2-
C.b極上的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-+2H+=2H2O
D.每消耗3molH2O2,轉(zhuǎn)移3mol e-

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同步練習(xí)冊答案