Question

【題目】BaCl2·xH2O是用途廣泛的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品。我國(guó)目前主要是用鹽酸和硫化鋇(含少量Mg2＋、Fe3＋等)反應(yīng)生產(chǎn)BaCl2·xH2O，工藝流程如圖所示。請(qǐng)回答：

已知：室溫時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10－11，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38

（1）反應(yīng)I中生成的H2S用足量氨水吸收，一定條件下向所得溶液中通人空氣，又可得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，再生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

（2）所得氯化鋇粗液中含硫化合物(H2S、HS－等)影響產(chǎn)品質(zhì)量，可鼓人預(yù)熱后的空氣吹出，預(yù)熱空氣的目的是_________；沉淀A的主要成分是_________。

（3）熱空氣吹除時(shí)會(huì)有部分HS－轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>S2O32－，使產(chǎn)品仍不能達(dá)到純度要求，可再行酸化脫硫，酸化脫硫時(shí)的離子方程式為_________。

（4）室溫時(shí)，為使Mg2＋、Fe3＋完全沉淀(當(dāng)溶液中離子濃度小于1×l0－5mol時(shí)認(rèn)為該離子完全沉淀)，應(yīng)將溶液的pH調(diào)至_________(只列算式)以上。

（5）實(shí)驗(yàn)室測(cè)定產(chǎn)品中x的步驟如下：

①準(zhǔn)確稱取12.23 g BaCl2·xH2O樣品，加入l00 mL稀鹽酸加熱溶解；

②邊攪拌，邊逐滴加入0.lmolH2SO4溶液，待BaSO4完全沉淀，過(guò)濾，沉降后洗滌沉淀2—3次；

③將沉淀充分干燥后稱量，質(zhì)量為11.65 g，檢驗(yàn)BaSO4沉淀是否洗滌干凈的方法是_______；經(jīng)計(jì)算x的數(shù)值為_________。

Answer 1

【答案】2(NH4)2S ＋O2＋2H2O = 4NH3·H2O＋2S↓ 升溫將使氣體的溶解度減小，利于吹除H2S S(或硫) S2O32－＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O -lg 取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無(wú)沉淀則洗滌干凈 2

【解析】

用鹽酸和硫化鋇（含少量Mg2+、Fe3+等）反應(yīng)生產(chǎn)BaCl2xH2O，硫化鋇（含少量Mg2+、Fe3+等）和鹽酸反應(yīng)生成硫化氫氣體，所得氯化鋇粗液中含硫化合物（H2S、HS-等）影響產(chǎn)品質(zhì)量，可鼓入預(yù)熱后的空氣吹除，硫化氫被氧氣氧化生成沉淀A為單質(zhì)硫，加入堿溶液調(diào)節(jié)溶液PH除去Mg2+和Fe3+，得到沉淀B為Mg（OH）2和Fe（OH）3，得到氯化鋇溶液蒸發(fā)濃縮得到氯化鋇晶體，其中得到的母液循環(huán)使用，據(jù)此分析作答。

（1）反應(yīng)I中生成的H2S用足量氨水吸收，生產(chǎn)硫化銨，硫化銨與空氣中氧氣反應(yīng)，可得到單質(zhì)硫并使吸收液再生。說(shuō)明還生成了氨水，再生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2(NH4)2S ＋O2＋2H2O = 4NH3·H2O＋2S↓。

（2）所得氯化鋇粗液中含硫化合物(H2S、HS－等)影響產(chǎn)品質(zhì)量，可鼓人預(yù)熱后的空氣吹出，預(yù)熱空氣的目的是升溫將使氣體的溶解度減小，有利于吹除H2S，鼓入熱空氣的工藝流程稱為脫硫，所以沉淀A的主要成分是S；

（3）S2O32－在酸性溶液中會(huì)發(fā)生自身歧化反應(yīng)，生成S和SO2，所以酸化脫硫時(shí)的離子方程式為S2O32－＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。

（4）根據(jù)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10－11，c(OH－)2×10－5=1.8×10－11，解得c(OH－)=×10－3mol/L，根據(jù) Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，c(OH－)3×10－5=4.0×10－32，解得c(OH－)=×10－9mol/L，說(shuō)明Mg(OH)2溶解度較大，按Mg(OH)2完全形成沉淀計(jì)算pH，則pH=-lg。

（5）硫酸鋇沉淀是在鹽酸中沉淀下來(lái)，檢驗(yàn)BaSO4沉淀是否洗滌干凈，可以檢驗(yàn)洗滌液中是否還有Cl－即可，具體方法是取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無(wú)沉淀則洗滌干凈；根據(jù)Ba2＋守恒可得關(guān)系式為

BaCl2·xH2O——BaSO4

208＋18x 233

12.23 11.65

列方程 (208＋18x):233=12.23 : 11.65 解得x=2。