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的反應化學方程式為Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O
（2）酸溶時通常控制反應溫度不超過70℃，且不使用濃硝酸，原因是防止反應速率過快、濃HNO₃易揮發(fā)、分解（凡合理答案均可）．
（3）該廠結合本廠實際，選用的X為BaCO₃（填化學式）；中和Ⅰ使溶液中Fe³⁺、H⁺（填離子符號）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廢渣中可溶性鋇鹽對環(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，過濾后得硝酸鋇溶液，濾渣洗滌可以除去廢渣中的鋇離子對環(huán)境的污染，且通過循環(huán)能充分利用鋇離子，
（1）Ba（FeO₂）₂與HNO₃反應的化學方程式為：Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O；
（2）溫度越高反應速率越快，故控制溫度不超過70℃是為了防止反應速率過快，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，結合本廠實際，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廢渣中可溶性鋇鹽對環(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，過濾后得硝酸鋇溶液，濾渣洗滌可以除去廢渣中的鋇離子對環(huán)境的污染，且通過循環(huán)能充分利用鋇離子，
（1）Ba（FeO₂）₂中Fe元素是+3價，故Ba（FeO₂）₂與硝酸不發(fā)生氧化還原反應，其反應方程式為：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）酸溶時控制反應溫度不超過70℃，是為了防止溫度過高，反應速率太快；不使用濃硝酸，是因為濃HNO₃不穩(wěn)定，易分解，易揮發(fā)，
故答案為：防止反應速率過快；濃HNO₃易揮發(fā)、分解（凡合理答案均可）；
（3）加入X調節(jié)溶液的pH=4～5，則X應能消耗H⁺，結合工廠主要生產(chǎn)BaCl₂、BaCO₃、BaSO₄的實際情況，可選用BaCO₃；中和后溶液中H⁺濃度減小，pH在4～5時，F(xiàn)e³⁺也完全沉淀，故Fe³⁺濃度也減小，
故答案為：BaCO₃；Fe³⁺、H⁺；
（4）因為鋇鹽是重金屬鹽，有毒，故洗滌的目的是減少廢渣中可溶性鋇鹽對環(huán)境的污染，故答案為：減少廢渣中可溶性鋇鹽對環(huán)境的污染（凡合理答案均可）．

點評 本題考查學生在“工藝流程閱讀、相關反應化學方程式書寫、化學反應條件控制的原理、生產(chǎn)流程的作用”等方面對元素化合物性質及其轉化關系的理解和應用程度，考查學生對新信息的處理能力．