Question

【題目】利用廢鋇渣(主要成分為BaS2O3，含少量SiO2)為原料生產(chǎn)高純氟化鋇的流程如下：

已知:Kap(BaS2O3)=6.96×10-11，Kap(BaF2)=1.0×10-6

(1)步驟①除產(chǎn)生SO2外，還有淡黃色固體生成，該反應(yīng)的離子方程式為______________。

(2)步驟②的目的是中和過量的鹽酸，加入NaOH溶液不宜過量，其原因是__________(用離子方程式表示)。

(3)濾液的主要成分是BaCl2，還含有少量NaCl，溶解度數(shù)據(jù)如下表：

溫度	20℃	40℃	60℃	80℃	100℃
NaCl	36.0g	36.6g	37.3g	39.0g	39.8g
BaCl2	35.8g	40.8g	46.2g	52.5g	59.4g

步驟③宜采用_____ (填“蒸發(fā)結(jié)晶”或“降溫結(jié)晶”)。

(4)工業(yè)上可用氨水吸收SO2，并通入空氣使其轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮肥。該轉(zhuǎn)化中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________。

(5)步驟④生成BaF2的反應(yīng)類型為____________。

①若該反應(yīng)溫度過高，容易造成c(F-)降低的原因是__________。

②研究表明，適當(dāng)增加NH4F的比例有利于提高BaF2的產(chǎn)率和純度，將濃度為0. 1mol·L-1的BaCl2溶液和0.22 mol·L-1NH4F溶液等體積混合，所得溶液中c(Ba2+)=__________ mol·L-1。

Answer 1

【答案】 BaS2O3+2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O 2OH-+SiO2=SiO32-+H2O 降溫結(jié)晶 1:2 復(fù)分解反應(yīng) 溫度較高促進(jìn)F-水解,使c(F-)降低 0.01

【解析】分析：(1)根據(jù)流程圖，步驟①中廢鋇渣中的BaS2O3與鹽酸反應(yīng)生成SO2和硫；

(2)步驟②的目的是中和過量的鹽酸，過量的氫氧化鈉會與二氧化硅反應(yīng)；

(3)根據(jù)BaCl2和NaCl溶解度數(shù)據(jù)可知，氯化鋇的溶解度與溫度的變化和氯化鈉的溶解度與溫度的變化不同；

(4)轉(zhuǎn)化中氧化劑為氧氣，還原劑為SO32-或SO2，根據(jù)得失電子守恒分析；

(5)步驟④生成BaF2的化學(xué)反應(yīng)方程式為BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl；①鹽類的水解收溫度的影響，溫度越高，水解程度越大；②根據(jù)BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl計算反應(yīng)后溶液中c(F-)，再根據(jù)Kap(BaF2)計算c(Ba2+)。

詳解：(1)步驟①中廢鋇渣(主要成分為BaS2O3，含少量SiO2)中的BaS2O3與鹽酸反應(yīng)除產(chǎn)生SO2外，還有淡黃色固體硫生成，反應(yīng)的離子方程式為BaS2O3+2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O，故答案為：BaS2O3+2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O；

(2)步驟②的目的是中和過量的鹽酸，加入NaOH溶液不宜過量，過量的氫氧化鈉會與二氧化硅反應(yīng)，離子方程式為2OH-+SiO2=SiO32-+H2O，故答案為：2OH-+SiO2=SiO32-+H2O；

(3)濾液的主要成分是BaCl2，還含有少量NaCl，根據(jù)二者溶解度數(shù)據(jù)可知，氯化鋇的溶解度隨溫度的變化比較明顯，而氯化鈉的溶解度隨溫度的變化不大，步驟③宜采用降溫結(jié)晶，故答案為：降溫結(jié)晶；

(4)工業(yè)上可用氨水吸收SO2，并通入空氣使其轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮肥，該轉(zhuǎn)化中氧化劑為氧氣，還原劑為SO32-或SO2，根據(jù)得失電子守恒，二者物質(zhì)的量之比為1:2，故答案為：1:2；

(5)步驟④生成BaF2的化學(xué)反應(yīng)方程式為BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl，屬于復(fù)分解反應(yīng)，故答案為：復(fù)分解反應(yīng)；

①若該反應(yīng)溫度過高，溫度較高促進(jìn)F-水解，使c(F-)降低，故答案為：溫度較高促進(jìn)F-水解，使c(F-)降低；

②所得溶液中c(F-)=×(0.22 mol·L-1-0.2 mol·L-1)=0.01 mol·L-1，c(Ba2+)=== mol·L-1，故答案為：0.01。