Question

5．鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含有HNO₃  70℃BaCO₃BaSiO₃BaSO₃Ba（FeO₂）₂等]．某主要生產(chǎn)BaCl₂、BaCO₃、BaSO₄的化工廠利用鋇泥制取Ba（NO₃）₂，其部分工藝流程如下：

（1）酸溶后溶液中pH=1，Ba（FeO₂）₂與HNO₃的反應(yīng)化學(xué)方程式為Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O
（2）酸溶時(shí)通�？刂品磻�(yīng)溫度不超過(guò)70℃，且不使用濃硝酸，原因是防止反應(yīng)速率過(guò)快、濃HNO₃易揮發(fā)、分解（凡合理答案均可）．
（3）該廠結(jié)合本廠實(shí)際，選用的X為BaCO₃（填化學(xué)式）；中和Ⅰ使溶液中Fe³⁺、H⁺（填離子符號(hào)）的濃度減少（中和Ⅰ引起的溶液體積變化可忽略）．
（4）上述流程中洗滌的目的是減少?gòu)U渣中可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染（凡合理答案均可）．

Answer 1

分析 利用鋇泥制取Ba（NO₃）₂，將鋇泥溶于水、硝酸，硅酸鹽可以沉淀，用碳酸鋇調(diào)節(jié)pH在4～5，除去溶液的鐵離子、減小氫離子的濃度，再用氫氧化鋇使溶液pH=7，過(guò)濾后得硝酸鋇溶液，濾渣洗滌可以除去廢渣中的鋇離子對(duì)環(huán)境的污染，且通過(guò)循環(huán)能充分利用鋇離子，
（1）Ba（FeO₂）₂與HNO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越快，故控制溫度不超過(guò)70℃是為了防止反應(yīng)速率過(guò)快，且濃硝酸越濃越易分解，溫度高既易揮發(fā)，也易分解，故不用濃硝酸．
（3）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；中和Ⅰ使溶液中的Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀、H⁺濃度減小；
（4）洗滌廢渣是為了減少?gòu)U渣中可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染．

解答 解：利用鋇泥制取Ba（NO₃）₂，將鋇泥溶于水、硝酸，硅酸鹽可以沉淀，用碳酸鋇調(diào)節(jié)pH在4～5，除去溶液的鐵離子、減小氫離子的濃度，再用氫氧化鋇使溶液pH=7，過(guò)濾后得硝酸鋇溶液，濾渣洗滌可以除去廢渣中的鋇離子對(duì)環(huán)境的污染，且通過(guò)循環(huán)能充分利用鋇離子，
（1）Ba（FeO₂）₂中Fe元素是+3價(jià)，故Ba（FeO₂）₂與硝酸不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)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；
（2）酸溶時(shí)控制反應(yīng)溫度不超過(guò)70℃，是為了防止溫度過(guò)高，反應(yīng)速率太快；不使用濃硝酸，是因?yàn)闈釮NO₃不穩(wěn)定，易分解，易揮發(fā)，
故答案為：防止反應(yīng)速率過(guò)快；濃HNO₃易揮發(fā)、分解（凡合理答案均可）；
（3）加入X調(diào)節(jié)溶液的pH=4～5，則X應(yīng)能消耗H⁺，結(jié)合工廠主要生產(chǎn)BaCl₂、BaCO₃、BaSO₄的實(shí)際情況，可選用BaCO₃；中和后溶液中H⁺濃度減小，pH在4～5時(shí)，F(xiàn)e³⁺也完全沉淀，故Fe³⁺濃度也減小，
故答案為：BaCO₃；Fe³⁺、H⁺；
（4）因?yàn)殇^鹽是重金屬鹽，有毒，故洗滌的目的是減少?gòu)U渣中可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染，故答案為：減少?gòu)U渣中可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染（凡合理答案均可）．

點(diǎn)評(píng) 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(duì)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(duì)新信息的處理能力．