Question

Ⅰ、某種溶液僅含下表離子中的5種（不考慮水的電離與離子水解），且各種離子的物質(zhì)的量均為1mol．

陽離子	K+    Ba2+     Fe2+   Al3+     Fe3+    Mg2+
陰離子	OH-   HCO3-   CO32-    Cl-      NO3-    SO42-

若向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成．經(jīng)分析反應(yīng)后溶液中陰離子種類沒有變化．
（1）溶液中

一定不

（填“一定”、“一定不”或“可能”）含有HCO₃^-或CO₃^2-，理由是

HCO₃^-與CO₃^2-均可與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，造成陰離子種類有所變化

（2）原溶液中所含的陰離子為

Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-

，陽離子為

Fe²⁺、Mg²⁺

（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成的離子反應(yīng)方程式為

3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

（4）若向原溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后將沉淀過濾、洗滌、干燥灼燒到恒重，得到固體質(zhì)量為

120

g．
Ⅱ、鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含有BaCO₃、BaSiO₃、BaSO₃、Ba（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(yīng)化學(xué)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(yīng)溫度不超過70℃，且不使用濃硝酸，原因是

防止反應(yīng)速率過快

、

HNO₃易揮發(fā)

、

分解

．
（3）該廠結(jié)合本廠實際，選用的X為

BaCO₃

（填化學(xué)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

．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）HCO₃^-與CO₃^2-均可與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳；
（2）根據(jù)離子共存知識來回答；
（3）根據(jù)硝酸的氧化性以及亞鐵離子的還原性知識來回答；
（4）根據(jù)鹽的水解以及原子守恒思想來回答；
Ⅱ、（1）Ba（FeO₂）₂與HNO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ba（FeO₂）₂+8HNO₃═Ba（NO₃）₂+2Fe（NO₃）₃+4H₂O；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越快，故控制溫度不超過70℃是為了防止反應(yīng)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(zhì)，結(jié)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�。�
（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：Ⅰ、（1）往溶液中加入的是過量的鹽酸，如果有碳酸根離子或碳酸氫跟離子的話會完全反應(yīng)生成二氧化碳，所以就不可能保證陰離子種類沒有變化，
故答案為：一定不；HCO₃^-與CO₃^2-均可與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，造成陰離子種類有所變化；
（2）若向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成，反應(yīng)后溶液中陰離子種類沒有變化，根據(jù)表中的離子，可以推知是 Fe²⁺、NO₃^-在酸性環(huán)境下生成的一氧化氮，所以一定含有氯離子，加入鹽酸，溶液中陰離子種類不變，所以原來溶液中含有Cl^-，若只含有氯離子和硝酸根離子，二者的量均為1mol，根據(jù)電何守恒是不可能的，所以還含有硫酸根離子，再根據(jù)電荷守恒確定還含有一種帶有兩個正電荷的鎂離子，故答案為：Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-；Fe²⁺、Mg²⁺；
（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體NO生成的離子反應(yīng)方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）若向原溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后將沉淀過濾、洗滌、干燥灼燒到恒重，得到固體是三氧化二鐵以及氧化鎂，根據(jù)原子守恒，則生成0.5molFe₂O₃和1mol的MgO，質(zhì)量為：0.5mol×160g/mol+1mol×40g/mol=120g，故答案為：120；
Ⅱ、（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(yīng)，其反應(yīng)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(yīng)溫度不超過70℃，是為了防止溫度過高，反應(yīng)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(yīng)速率過快　濃HNO₃易揮發(fā)、分解（凡合理答案均可）；
（3）加入X調(diào)節(jié)溶液的pH=4～5，則X應(yīng)能消耗H⁺，結(jié)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(xué)生在“工藝流程閱讀、相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式書寫、化學(xué)反應(yīng)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(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的理解和應(yīng)用程度，考查學(xué)生對新信息的處理能力．