Question

BaCl₂·xH₂O是用途广泛的基础化工产品。我国目前主要是用盐酸和硫化钡(含少量Mg²⁺、Fe³⁺等)反应生产BaCl₂·xH₂O，工艺流程如下图所示。

已知: 室温时Ksp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，Ksp[Fe(OH)₃]= 4.0×10^-38

请回答下列问题:

(1)写出氯化钡的电子式________。盐酸和硫化钡反应的化学方程式为________。

(2)吸收液X的溶质是________。一定条件下向(NH₄)₂S溶液中通入空气，可得到单质硫并使吸收液再生，吸收液再生反应的化学方程式为________。

(3)操作1的名称是________，操作3 的过程是将容液B 蒸发浓缩、________、过滤等。

(4)沉淀D 的成分是________。

(5)热空气吹除时会有部分HS^-转变为S₂O₃^2-，使产品仍达不到纯度要求，可再进行酸化脱硫，酸化脱硫时的离子方程式为________。

(6)室温时，若加碱调溶液pH 至9，则完全沉淀的离子是________ 。

(7)此工艺流程中循环利用的物质是________。

Answer

BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑ NH3•H2O 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓ 过滤 降温结晶 S(或硫) S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O Fe3+ BaCl2

【解析】氯化钡为离子化合物，化学式BaCl2，氯化钡的电子式为 ；根据强酸制备弱酸规律：盐酸和硫化钡反应生成氯化钡和硫化氢气体，化学方程式为BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑；正确答案： ； BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑。

(2)根据流程看出，通入吸收液X后产生了硫化铵，所以吸收液X的溶质是.NH3•H2O；一定条件下向(NH4)2S溶液中通入空气，可得到单质硫和一水合氨，反应的化学方程式为. 2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓；正确答案：NH3•H2O；2(NH4)2S＋O2＋2H2O＝4NH3·H2O＋2S↓。

(3)根据流程可知，浊液通入热空气产生沉淀，所以操作1的名称是过滤；从氯化钡溶液中得到氯化钡晶体，可以采用将溶液B进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作；正确答案：过滤；降温结晶。

(4)由于 BaS＋2HCl＝BaCl2＋H2S↑反应，会有少量硫化氢溶在氯化钡溶液中，通入热空气，会把硫化氢氧化为硫单质，所以沉淀D的成分是S(或硫)；正确答案： S(或硫)。

(5)热空气吹除时会有部分HS-转变为S2O32-，S2O32-与氢离子发生氧化还原反应，生成单质硫和二氧化硫气体，离子方程式为：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O；正确答案：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O。

(6) 室温时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38；镁离子完全沉淀，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,结果pH大于9；铁离子沉淀完全，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, 结果pH小于9，铁离子沉淀完全；综上分析，室温时，若加碱调溶液pH至9时，完全沉淀的离子是Fe3+；正确答案：Fe3+。

(7)从流程看出，氯化钡结晶后，会有少量残留在溶液C中，通过循环利用，提高了氯化钡的利用率；正确答案：BaCl2。