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，工藝流程如下圖所示。

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

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出氯化鋇的電子式________。鹽酸和硫化鋇反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(2)吸收液X的溶質(zhì)是________。一定條件下向(NH4)2S溶液中通入空氣，可得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，吸收液再生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(3)操作1的名稱(chēng)是________，操作3的過(guò)程是將容液B蒸發(fā)濃縮、________、過(guò)濾等。

(4)沉淀D的成分是________。

(5)熱空氣吹除時(shí)會(huì)有部分HS-轉(zhuǎn)變?yōu)镾2O32-，使產(chǎn)品仍達(dá)不到純度要求，可再進(jìn)行酸化脫硫，酸化脫硫時(shí)的離子方程式為________。

(6)室溫時(shí)，若加堿調(diào)溶液pH至9，則完全沉淀的離子是________ 。

(7)此工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是________。

Answer 1

【答案】 BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑ NH3H2O 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓ 過(guò)濾 降溫結(jié)晶 S(或硫) S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O Fe3+ BaCl2

【解析】氯化鋇為離子化合物，化學(xué)式BaCl2，氯化鋇的電子式為 ；根據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸規(guī)律：鹽酸和硫化鋇反應(yīng)生成氯化鋇和硫化氫氣體，化學(xué)方程式為BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑；正確答案： ； BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑。

(2)根據(jù)流程看出，通入吸收液X后產(chǎn)生了硫化銨，所以吸收液X的溶質(zhì)是.NH3H2O；一定條件下向(NH4)2S溶液中通入空氣，可得到單質(zhì)硫和一水合氨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為. 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓；正確答案：NH3H2O；2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓。

(3)根據(jù)流程可知，濁液通入熱空氣產(chǎn)生沉淀，所以操作1的名稱(chēng)是過(guò)濾；從氯化鋇溶液中得到氯化鋇晶體，可以采用將溶液B進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾等操作；正確答案：過(guò)濾；降溫結(jié)晶。

(4)由于 BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑反應(yīng)，會(huì)有少量硫化氫溶在氯化鋇溶液中，通入熱空氣，會(huì)把硫化氫氧化為硫單質(zhì)，所以沉淀D的成分是S(或硫)；正確答案： S(或硫)。

(5)熱空氣吹除時(shí)會(huì)有部分HS-轉(zhuǎn)變?yōu)镾2O32-，S2O32-與氫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)硫和二氧化硫氣體，離子方程式為：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O；正確答案：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O。

(6) 室溫時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38；鎂離子完全沉淀，溶液中c(OH-)2= Ksp[Mg(OH)2]/c(Mg2+)=1.8×10-11/1×10-5=1.8×10-6，c(OH-)=1.34×10-3，c(H+)=7.5×10-12,結(jié)果pH大于9；鐵離子沉淀完全，溶液中c(OH-)3=Ksp[Fe(OH)3]/ c(Fe3+)= 4.0×10-38/1×10-5=4×10-33, c(OH-)=1.45×10-11, pH c(H+)=6.9×10-3, 結(jié)果pH小于9，鐵離子沉淀完全；綜上分析，室溫時(shí)，若加堿調(diào)溶液pH至9時(shí)，完全沉淀的離子是Fe3+；正確答案：Fe3+。

(7)從流程看出，氯化鋇結(jié)晶后，會(huì)有少量殘留在溶液C中，通過(guò)循環(huán)利用，提高了氯化鋇的利用率；正確答案：BaCl2。