硫化钡的工业制取
碳还原焙烧法 是重晶石化学加工的主要方法,要
求重晶石矿中硫酸钡的含量应大于85%、二氧化硅含量
低于5%。为提高硫酸钡的转化率,焙烧时要保证充分的
还原气氛及选择“自爆性”(重晶石在焙烧时的爆裂性)
好的重晶石原料。基本工艺过程是:将重晶石矿粉碎到
20目左右,与过量的煤粉(以碳计过量50%~55%)混
合后送入转窑,于1050~1150°C的高温下焙烧,使硫酸
钡还原成硫化钡熔体,反应式为:
BaSO4+4C=====BaS+4CO
生成的熔体为黑色,俗称“黑灰”,在浸取器中用水浸
取,将可溶性硫化钡与不溶物分离,经沉淀分离得到硫
化钡溶液。目前,正在研究用焦炭、石油焦或天然气代
替煤粉作还原剂,用沸腾炉代替转窑。
(1)方法Ⅰ生成硫酸钡沉淀,经过滤、洗涤、干燥后用天平称得硫酸钡的质量,根据S元素守恒可计算硫铁矿中FeS2含量,方法Ⅱ生成氢氧化铁,经过滤、洗涤后在坩埚中加热分解生成氧化铁,用天平称量氧化铁的质量,根据铁元素守恒硫铁矿中FeS2含量,故答案为:过滤;洗涤;干燥;坩埚、酒精灯;天平;(2)判断溶液中SO42-离子是否沉淀完全,可取上层清液滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明SO42-沉淀完全,故答案为:取上层清液滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明SO42-沉淀完全;(3)配制一定物质的量浓度的溶液应在容量瓶中配制,不能用烧杯,难以摇匀,并有较大误差,托盘天平只能精确到0.1,滴定管用蒸馏水洗涤后还应用标准液润洗,否则会导致标准液浓度降低,故答案为:A、B、D;(4)用方法Ⅱ分析矿石中的Fe含量,发现测定结果总是偏高,说明最后称量的固体的质量偏大,如洗涤不充分、灼烧不充分都会引起固体质量偏大,原因可能有Fe(OH)3沉淀表面积大,易吸附杂质;过滤洗涤时未充分将吸附的杂质洗去;或Fe(OH)3灼烧不充分,未完全转化为Fe2O3;故答案为:①Fe(OH)3沉淀表面积大,易吸附杂质;②过滤洗涤时未充分将吸附的杂质洗去;③Fe(OH)3灼烧不充分,未完全转化为Fe2O3;(5)利用关系式法计算:设FeS2的质量为m,
FeS2~2BaSO4
120
466
m
4.66g120466=m4.66g,得m=1.2g,则该矿石中FeS2的质量分数是1.2g1.6g×100%=75.0%,故答案为:75.0%.
| (1)3 (2)“略” (3)BaCO 3 ;BaO (4)BaS+ZnSO 4 ==BaSO 4 ↓+ZnS↓;BaO 2 +H 2 SO 4 ==BaSO 4 ↓+H 2 O 2 (5)①0.05mol/L;②200mL |
(1)流程中7个化学反应,反应①BaSO4+4C=BaS+4CO↑,碳元素的化合价由0价升高为+2价,硫元素化合价由+6价降低为-2价,属于氧化还原反应;反应②是CO的燃烧,碳元素、氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应;反应③BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓,各元素化合价未发生变化,属于复分解反应;反应④BaS+H2O+CO2=BaCO3↓+H2S,各元素化合价未发生变化,属于复分解反应;反应⑤为BaCO3
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(2)H2O2属于共价化合物,分子中氧原子与氢原子之间形成1对共用电子对,氧原子之间形成1对共用电子对,电子式为;
C是CO2,属于共价化合物,分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对,电子式为,
故答案为:;;
(3)由分析可知,F是BaCO3,G是BaO,故答案为:BaCO3;BaO;
(4)由分析可知,反应③:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓.反应⑦:BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2,
故答案为:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓;BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2;
(5)①由工艺流程,反应③:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓可知,锌钡白固体中n(ZnS)=n(BaSO4),所以n(ZnS)×97g/mol+=n(BaSO4)×233g/mol=16.5g,解得n(ZnS)=n(BaSO4)=0.05ml,1008mLH2S气体的物质的量为
| 1.008L |
| 22.4L/mol |
| 0.005mol |
| 0.1L |
故答案为:0.05;
②加热驱尽溶液中H2S 后,为使锌离子刚好完全沉淀,形成的溶液为硫酸钠溶液,根据硫酸根守恒可知,n(Na2SO4)=n(H2SO4),由钠离子守恒可知,n(NaOH)=2n(Na2SO4)=2n(H2SO4)=2×0.1L×1mol/L=0.2mol,故需要1mol/L的NaOH溶液体积为
| 0.2mol |
| 1mol/L |
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故答案为:①②⑥.
(2)H是BaO2,属于离子化合物,由钡离子与过氧根离子构成,电子式为.
故答案为:.
(3)由分析可知,反应①:BaSO4+4C
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反应④:BaS+H2O+CO2=BaCO3↓+H2S.反应⑦:BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2.
故答案为:①:BaSO4+4C
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反应④:BaS+H2O+CO2=BaCO3↓+H2S.反应⑦:BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2.
硫化钠化学分子式 Na2S 分子量 78.045 CAS登录号 1313-82-2 EINECS登录号 215-211-5 熔点 950 ℃ 水溶性 186 g/L (20℃) 密度 1.86 g/cm³ 外观 无色结晶粉末 安全性描述 S26-S45-S61 危险性符号 R31R34R50 危险性描述 腐蚀性 UN危险货物编号 1849
【生产简史】
中国硫化钠起源于20世纪30年代,最早由辽宁大连一家化工厂开始小规模的生产,进入20世纪80年代至90年代中期,随着国际化工工业的蓬勃发展,中国硫化钠产业发生了根本性转变,生产厂家和规模剧增,发展迅猛。由山西运城为中心的硫化钠生产区域快速扩展到了云南、新疆、内蒙古、甘肃、青海、宁夏、陕西等10几个省市和地区。全国年生产能力由80年代末的42万吨猛增到90年代中期的64万吨。其产量发展速度最快的是中国西北的内蒙古、甘肃、新疆地区。而内蒙古的生产能力已达20万吨,一跃成为中国最大的硫化钠产品生产基地。
【制备方法】
1、煤粉还原法,将芒硝与煤粉按100:(21~22.5)(重量比)配比混合于800~1100℃高温下煅烧还原,生成物经冷却后用稀碱液热溶成液体,静置澄清后,把上部浓碱液进行浓缩,即得固体硫化钠。经中转槽、制片(或造粒)制得片(或粒)状硫化钠产品
化学反应方程式:Na2SO4+2C→Na2S+2CO2
2、吸收法,用380~420 g/L氢氧化钠溶液吸收含H2S>85%硫化氢废气,所得产物经蒸发浓缩,制得硫化钠成品。
化学反应方程式:H2S+2NaOH→Na2S+2H2O
3、硫化钡法,用硫酸钠与硫化钡进行复分解反应制沉淀硫酸钡时可以副产得到硫化钠。其
化学反应方程式:BaS+Na2SO4→Na2S+BaSO4↓
4、气体还原法,在有铁催化剂存在下,将氢气(或一氧化碳、发生炉煤气、甲烷气)在沸腾炉中与硫酸钠进行反应,可制得优质无水颗粒状硫化钠(含Na2S 95%~97%)。
化学反应方程式:
Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2
Na2SO4+4H2→Na2S+4H2O
5、生产方法,精制法以生产沉淀硫酸钡过程中副产的浓度为4%左右的硫化钠溶液为原料,用泵打入双效蒸发器蒸浓至23%后,进人搅拌罐脱铁、除碳处理后,用泵打入蒸发器(用纯镍材制造)蒸发碱液达到浓度,送到滚筒水内冷却式制片机制成后,经筛选、包装而得成品。
【应用领域】
1、染料工业中用于生产硫化染料,是硫化青和硫化蓝的原料。印染工业用作溶解硫化染料的助染剂。制革工业中用于水解使生皮脱毛,还用以配制多硫化钠以加速干皮浸水助软。造纸工业用作纸张的蒸煮剂。纺织工业用于人造纤维脱硝和硝化物的还原,以及棉织物染色的媒染剂。制药工业用于生产非那西丁等解热药。此外还用于制硫代硫酸钠、硫氢化钠、多硫化钠等。
2、在铝及合金碱性蚀刻溶液中添加适量的硫化钠可明显改善蚀刻表面质量,同时也可用于碱性蚀刻液中锌等碱溶性重金属杂质的去除。
3、硫化钠还可用于直接电镀中导电层的处理,通过硫化钠与钯反应生成胶体硫化钯来达到在非金属表面形成良好导电层的目的。
4、用作缓蚀剂。也是硫代硫酸钠、多硫化钠、硫化染料等的原料。
5、用于制造硫化染料,皮革脱毛剂,金属冶炼,照相,人造丝脱硝等。
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| 重晶石是BaSO 4 ,黑色单质A通常是碳。由BaSO 4 和单质碳高温生成气体B,B燃烧生成气体C,可知B是CO,C是CO 2 。有臭鸡蛋气味的气体E是H 2 S,而H 2 S是由D溶于H 2 O通入CO 2 所得,则D中含S 2- 。BaSO 4 和单质碳高温生成气体CO,同时生成白色固体D,则D是BaS。BaS溶于H 2 O,与皓矾(ZnSO 4 ·7H 2 O)反应生成锌钡白(BaSO 4 和BaS的混合物)。BaS溶于H 2 O 通入CO 2 产生H 2 S,同时生成白色沉淀F,可知F是BaCO 3 。进一步推出G是BaO,H是BaO 2 ,BaO 2 与稀H 2 SO 4 反应生成BaSO 4 沉淀和H 2 O 2 。 |
(2)略(各1分) (3)BaCO3 BaO(各1分)
(4) BaS + ZnSO4 == BaSO4 ↓+ ZnS↓(2分)
BaO2 + H2SO4 == Ba SO4 ↓ + H2O2(2分)
(5) ①0.05 mol / L (3分) ② 200 mL(3分)
硫酸钡的化学式是:BaSO4;
形成过程:Ba2+ + SO4 2- = BaSO4↓。
“硫酸钡”简介:
中文名称:硫酸钡;
中文别名:重晶石天然硫酸钡;
英文名称:Barite;
英文别名:Barium sulfate,naturalBarium sulphateEinecs 236-664-5
CAS号:13462-86-7;
分子式:BaSO4;
分子量:233.39000;
精确质量:233.85700;
PSA:88.64000;
硫酸钡,本品为X线双重造影剂。系高密度胃肠造影剂,可制成不同比例混悬液单独使用,但通常与低密度气体一起使用,以达到双重造影的目的。
常用于消化道造影,据国内使用者报道,粗细不匀型硫酸钡,优于细而匀的硫酸钡。慎用于肠瘘管形成及容易产生穿孔的某些肠道病,如阑尾炎、憩室、溃疡性肠炎、寄生虫感染等。
扩展资料
“硫酸钡”物化性质:
性状:无臭、无味粉末。溶于热浓硫酸,几乎不溶于水、稀酸、醇。水悬浮溶液对石蕊试纸呈中性。
密度:4.25-4.5
熔点:1580ºC
沸点:330ºC at 760 mmHg
分解温度:>1600℃
参考资料:百度百科-硫酸钡