Question

【題目】BaCl2·xH2O是用途廣泛的基礎化工產品。我國目前主要是用鹽酸和硫化鋇(含少量Mg2＋、Fe3＋等)反應生產BaCl2·xH2O，工藝流程如下圖所示。

已知：室溫時Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 ， Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 ，請回答下列問題：

（1）反應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入空氣，又可得到單質硫并使吸收液再生，再生反應的化學方程式為_____________________________________。

（2）所得氯化鋇粗液中含硫化合物(H2S、HS－等)影響產品質量，可鼓入預熱后的空氣吹除，預熱空氣的目的是_______________；沉淀A的主要成分是_______________。

（3）熱空氣吹除時會有部分HS－轉變?yōu)镾2O O32－，使產品仍達不到純度要求，可再進行酸化脫硫，酸化脫硫時的離子方程式為______________________________________________________。

（4）室溫時，若加堿調溶液pH調至9，則完全沉淀的離子是__________，另一離子濃度為______mol/L (當溶液中離子濃度小于1×10－5 mol/L時認為該離子完全沉淀) 。若向0.1 mol/L FeCl3溶液中加入一定量等濃度的Na2CO3溶液，出現的現象________，發(fā)生反應的離子方程式___________________。

（5）將足量的SO2氣體通入BaCl2溶液中有無明顯現象_____________（填“有”或“無”），向NaOH溶液中通入足量的SO2氣體，寫出所得溶液離子濃度的大小順序________________。

Answer 1

【答案】

（1）2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓；

（2）升溫將使氣體的溶解度減小，利于吹除H2S， S(或硫)；

（3）S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O；

（4） Fe3+；0.18；產生紅褐色沉淀并有氣體放出；2Fe3+ + 3CO32－＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑

（5） 無， c（Na+）＞c（HSO3－）＞c（H+）＞c（SO32－）＞c（OH－）

【解析】

試題分析：（1）H2S用足量氨水吸收，會生成硫化銨，硫離子易被氧化，空氣中的氧氣能將硫化銨氧化成硫單質，反應的化學方程式為2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓；

（2）預熱后的空氣能使溶液溫度升高，從而減小氣體在溶液中的溶解度，有利于吹除硫化氫，同時空氣中有氧氣，能將部分硫化氫氧化成硫單質而形成沉淀，因此沉淀A的主要成分是硫；

（3）S2O32－在酸性條件下發(fā)生自身氧化還原反應生成二氧化硫和硫單質，反應的離子方程式為S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O。

（4）室溫時，若加堿調溶液pH調至9，此時溶液中氫氧根的濃度是10－5mol/L，則根據氫氧化鎂和氫氧化鐵的溶度積常數可知溶液中鎂離子濃度是mol/L＞10－5mol/L，鎂離子沒有沉淀完全。溶液中鐵離子濃度是mol/L＜10－5mol/L，則完全沉淀的離子是鐵離子。鐵離子和碳酸根離子水解相互促進生成氫氧化鐵和二氧化碳，因此實驗現象是產生紅褐色沉淀并有氣體放出，反應的離子方程式為2Fe3+ + 3CO32－＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑；

（5）亞硫酸的酸性弱于鹽酸，則將足量的SO2氣體通入BaCl2溶液中不反應，沒有無明顯現象；向NaOH溶液中通入足量的SO2氣體生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫根的電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性，因此所得溶液離子濃度的大小順序為c（Na+）＞c（HSO3－）＞c（H+）＞c（SO32－）＞c（OH－）。