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Ba(NO3)2可用于生产绿色烟花、绿色信号弹、炸药等。某生产BaCO3、BaSO4的化工厂生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],该厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体(不含结晶水),其部分工艺流程如下:

已知: ①Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分别为3.2和9.7;
②Ksp(BaSO4)=1.1×1010,Ksp(BaCO3)=5.1×109。  
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌,过滤,洗涤。用离子方程式说明提纯原理:         
(2)酸溶时,Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐,化学方程式为             
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为     (填序号),中和I使溶液中的      (填离子符号)的浓度减小。
A.BaCl2B.Ba(OH)2C.Ba(NO3)2D.BaCO3
(4)最后的废渣中除原有的难溶性杂质外还含有               (填化学式)。
(5)测定所得Ba(NO3)2晶体的纯度:准确称取m1g晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量其质量为m2g,则该晶体纯度的计算表达式为        。(已知Ba(NO3)2、BaSO4的式量分别为261、233)
(16分)
(1)BaSO4(s)+CO32BaCO3(s)+SO42(3分)
(2)Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O(3分)
(3)D(2分)     Fe3+、H+(2分)
(4)BaSO4、Fe(OH)3(3分)
(5)×100%(3分)

试题分析:(1)根据已知信息可知,5.1×10-9约为1.1×10-10的46倍,虽然Ksp(BaCO3)> Ksp(BaSO4),因此BaSO4可以转化为BaCO3,前提是增大碳酸根离子的浓度,使碳酸根离子与钡离子结合生成碳酸钡沉淀,导致BaSO4 (s)Ba2++SO42的平衡向右移动,总反应为BaSO4(s)+CO32BaCO3(s)+SO42
(2)依题意推断,酸溶时Ba(FeO2)2与HNO3反应生成的两种硝酸盐分别是硝酸钡、硝酸铁,不涉及氧化还原反应,利用观察法可以配平该复分解反应方程式,即Ba(FeO2)2+8HNO3=Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O;
(3)氯化钡不能与氢离子反应,不能调节pH,且引入氯离子,故A选项错误;氢氧化钡与氢离子能反应,可以调节溶液pH,但是氢氧化钡是强碱,成本高,且容易导致溶液pH升高过快,超出中和I要求的pH范围,故B选项错误;硝酸钡不能与氢离子反应,故C选项错误;碳酸钡与氢离子能反应,生成钡离子、二氧化碳气体和水,既能调节溶液pH在4~5之间,又不引入新的杂质,故D选项正确;根据已知信息推导,硝酸是氧化性酸,钡泥酸浸之后溶液中无亚铁离子,加入碳酸钡溶液pH在4~5之间,既能减小氢离子溶液,又能促进铁离子完全水解,导致铁离子完全变为氢氧化铁沉淀,则中和I使溶液中的氢离子和铁离子的浓度减小;
(4)由于硝酸是强酸、强氧化性酸,则BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+CO2↑+H2O、3BaSO3+2HNO3=3BaSO4+2NO↑+H2O,Ba(OH)2+2HNO3= Ba(NO3)2+2H2O,则最后的废渣中除原有的难溶性杂质外,还含有BaSO4、Fe(OH)3;(5)由于硫酸钡的式量为233,n=m/M,则硫酸钡的物质的量为m2/233 mol;由于反应Ba(NO3)2+H2SO4= BaSO4↓+2HNO3中Ba(NO3)2与BaSO4的系数之比等于物质的量之比,则晶体中Ba(NO3)2的物质的量为m2/233 mol;由于硝酸钡的式量为261,m=n?M,则晶体中硝酸钡的质量为261 m2/233g;由于晶体的质量为m1g,则晶体中硝酸钡的纯度计算表达式为261m2/233m1×100%。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

把Ca(OH)2固体放入一定量的蒸馏水中,一定温度下达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) 当向悬浊液中加少量生石灰后,若温度保持不变,下列判断正确的是
A.溶液中Ca2+数目不变B.溶液中c(Ca2+)增大
C.溶液pH值不变D.溶液pH值增大

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

从海水中提取镁是世界各国获得镁的主要来源,以下是制取镁的过程中涉及的几种物质的溶度积,根据你所学的知识回答下列几个问题:
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
溶度积
2.8×10–9
6.8×10–6
5.5×10–6
1.8×10–11
 
(1)在从海水中提取镁时,往往用到贝壳(主要成份是碳酸钙),你认为          (填“能”或“不能”)将贝壳研磨成粉末直接投入海水中,理由是                                  ;如果不能直接投入,应将贝壳作何处理,试写出化学方程式                                
(2)某同学在实验室条件下模拟该生产过程,但实验室无石灰,他打算用烧碱代替,你认为          (填“可以”或“不可以”)得到Mg(OH)2。在加试剂时,误将纯碱溶液加入海水中,他思考了一下,又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液,你觉得他          (填“能”或“不能”)将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,理由是                                     (用离子方程式表示)。
(3)已知海水中镁离子浓度为1.8×10–3mol·L–1,则要使镁离子产生沉淀,溶液的PH最低应为          

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等。以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、 SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下:

请回答下列问题:
(1)写出Cr2O3在高温焙烧时反应的化学方程式______________________
(2)写出硫酸酸化使Na-2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式 ______________。
(3)某工厂采用石墨电极电解Na2CrO4溶液,实 现了 Na2CrO4到   Na2Cr2O7的转化,其原理如图所示。

①钠离子交换膜的一种材料是聚丙烯酸钠(),聚丙烯酸钠单体的结构简式是________;
②写出阳极的电极反应式__________
(4) Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即COD,指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O2的质量)。现有某水样100.00 mL,酸化后加入C1 mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1 mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2 mL。
①该水样的COD为______________mg/L;
②假设上述反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1 mol/L,要使Fe3 +沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是 _______.
(可能用到的数据:KSPFe(OH)3=4.0×10-38, KSPCr(OH)3=6.0×10-31

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

硫化钠是重要的工业原料。
(1)高温时,等物质的量甲烷与硫酸钠在催化剂作用下恰好完全反应,制得硫化钠。反应的化学方程式为__________________。
(2)甲同学往某Na2S样品(含Na2CO3、Na2SO4杂质)溶液中加人少量BaS溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加人过量盐酸,沉淀完全溶解。由此得出结论:相同温度下,Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)。
①沉淀溶于盐酸的离子方程式是__________________。
②仅由上述实验无法判断Ksp(BaCO3)与Ksp(BaSO4)的大小关系,理由是______。
(3)利用Na2S为沉淀剂由锌灰可制得ZnS。锌灰经稀硫酸浸取后所得浸取液含Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+, Fe3+等,由该浸取液制备ZnS的工艺流程如下图所示。

①步骤(i)所得滤渣中含有铝元素的物质为______(填化学式)。
②步骤(ii)所加ZnO的作用为____________。
③步骤(iii)中得到Cd单质的离子方程式为____________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

将2×10- 5mol/LKCl 与2×10- 5mol/LAgNO3溶液等体积混合,下列说法正确的是 (已知AgCl 的Ksp=1.8×10-10 )
A.有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀析出
C.无法确定有无AgCl沉淀析出D.有沉淀但不是AgCl

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为0.010mol ?L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol ?L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 (   )
A.Cl-、Br-、CrO42-B.CrO42-、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO42-D.Br-、CrO42-、Cl-

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

硫酸钡用作钡餐的理由是:①既不溶于水,也不溶于酸  ②不易被X射线透过  ③对肠胃基本无害
A.①②③B.只有①C.只有②D.只有②③

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2(aq)+2OH(aq),在常温下,Ksp=2×10-20。某CuSO4溶液中,c(Cu2)=0.02 mol·L-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH,使溶液的pH大于(  )
A.2B.3C.4D.5

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