Question

钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO₃、BaSiO₃、BaSO₃、Ba（FeO₂）₂等]．某主要生产BaCl₂、BaCO₃、BaSO₄的化工厂利用钡泥制取Ba（NO₃）₂，其部分工艺流程如下：

（1）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是

防止反应速率过快

、

浓HNO₃易挥发、分解

．
（2）酸溶过程中，除发生了BaSO₃+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+SO₂↑+H₂O外，BaSO₃与HNO₃还发生另一个反应，其离子方程式为

3BaSO₃+2H⁺+2NO₃^-=3BaSO₄+2NO↑+H₂O

．
（3）结合本厂实际，选用的X为

BaCO₃

（填化学式）；最后的废渣中除含少量的BaSiO₃、H₂SiO₃（H₄SiO₄）及原有的难溶性杂质外还含有

Fe（OH）₃、BaSO₄

（填化学式）．
（4）沉淀转化在生产和科研中具有极其生要的应用．在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液．写出BaSO₄转化为BaCO₃的离子方程式

BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄^2-

．

Answer 1

分析：（1）温度越高反应速率越快，故控制温度不超过70℃是为了防止反应速率过快，且浓硝酸越浓越易分解，温度高既易挥发，也易分解，故不用浓硝酸；
（2）硝酸具有强氧化性，将亚硫酸钡氧化为硫酸钡，同时生成NO与水；
（3）X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，结合本厂实际，故可用BaCO₃；
中和Ⅰ使溶液中H⁺浓度减小，Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，硝酸具有强氧化性，将亚硫酸钡氧化为硫酸钡，故沉淀中还含有Fe（OH）₃、BaSO₄；
（4）BaSO₄与高浓度的碳酸钠溶液反应可以将硫酸钡转化为BaCO₃．

解答：解：（1）酸溶时控制反应温度不超过70℃，是为了防止温度过高，反应速率太快；不使用浓硝酸，是因为浓HNO₃不稳定，易分解，易挥发，
故答案为：防止反应速率过快，浓HNO₃易挥发、分解；
（2）硝酸具有强氧化性，将亚硫酸钡氧化为硫酸钡，同时生成NO与水，反应离子方程式为：3BaSO₃+2H⁺+2NO₃^-=3BaSO₄+2NO↑+H₂O，
故答案为：3BaSO₃+2H⁺+2NO₃^-=3BaSO₄+2NO↑+H₂O；
（3）加入X调节溶液的pH=4～5，则X应能消耗H⁺，结合工厂主要生产BaCl₂、BaCO₃、BaSO₄的实际情况，可选用BaCO₃；
中和Ⅰ使溶液中H⁺浓度减小，Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，硝酸具有强氧化性，将亚硫酸钡氧化为硫酸钡，故沉淀中还含有Fe（OH）₃、BaSO₄，
故答案为：BaCO₃；Fe（OH）₃、BaSO₄；
（4）BaSO₄与高浓度的碳酸钠溶液反应可以将硫酸钡转化为BaCO₃，
反应离子方程式为：BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄^2-，
故答案为：BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄^2-．

点评：本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力，题目难度中等．