Question

【題目】BaCl2可用于電子、儀表等工業。以毒重石(主要成分為BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等雜質)為原料，模擬工業制取BaCl2·2H2O的流程如下圖所示:

已知:Ksp(BaC2O4)＝1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10-9

(1)鹽酸浸取時需要適當加熱的原因是_________。

(2)用37％的鹽酸配制15％的鹽酸需用到的儀器有________(填字母)

A.量筒 B.燒杯 C.容量瓶 D.玻璃棒

(3)濾渣I的成分為__________；

(4)Mg(OH)2的溶度積常數Ksp＝_______，加入H2C2O4時發生的離子反應為_______，加入H2C2O4應避免過量，其原因是_________。

(5)母液中除了含有Ba2+、Cl—外，還含有大量的_________(填離子符號)；

(6)濾渣III(不含結晶水)是結石的主要成分濾渣Ⅲ經過洗滌干燥后在空氣中進行熱重分析，取128.0g該純凈物，在200～470℃灼燒，最后得到100.0g產物，200～470℃時發生反應的化學方程式為___________。

Answer 1

【答案】加快反應速度，提高浸取率 ABD SiO2、BaSO4 1.0×10-11 Ca2++H2C2O4 = CaC2O4 ↓+ 2H+ 防止生成BaC2O4 Na＋ CaC2O4+O2 2CaCO3+2CO2

【解析】

用鹽酸浸取毒重石(主要成分為BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等雜質)，SiO2不溶，浸取液含有Ba2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+，部分Ba2+與SO42-生成BaSO4沉淀，濾渣I的成分是SiO2、BaSO4，用NaOH溶液調節濾液的pH=12.5，沉淀Mg2+、Fe3+及部分Ca2+，過濾得到濾渣II為Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2，濾液III含有Ba2+、Ca2+，加入草酸沉淀Ca2+，濾渣III為CaC2O4，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶得到BaCl22H2O，據此分析解答。

(1)鹽酸浸取時適當加熱，可以加快反應速度，提高浸取率，故答案為：加快反應速度，提高浸取率；

(2)用37%的鹽酸配制15%的鹽酸需用到的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒，故答案為：ABD；

(3)鹽酸浸取毒重石(主要成分為BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等雜質)，SiO2不溶，浸取液含有Ba2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+，部分Ba2+與SO42-生成BaSO4沉淀，濾渣I的成分是SiO2、BaSO4，故答案為：SiO2、BaSO4；

(4)根據表格數據，鎂離子開始沉淀的pH=9.1，完全沉淀時的pH=11.0，當c(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L，則Ksp[Mg(OH)2]= 1.0×10-5×(1.0×10-3)2=1.0×10-11；加入H2C2O4沉淀Ca2+，反應的離子方程式為Ca2++H2C2O4 = CaC2O4 ↓+ 2H+，為防止生成BaC2O4，加入H2C2O4時應避免過量；故答案為：1.0×10-11；Ca2++H2C2O4 = CaC2O4 ↓+ 2H+；為防止生成BaC2O4；

(5)BaCl2母液中除了含有Ba2+、Cl-外，過程中加入了NaOH溶液，故還含有大量的Na+，故答案為：Na+；

(6)128g CaC2O4的物質的量為1mol，200～470℃時發生反應的生成物質量為100g，其中含有1molCa，結合碳酸鈣的摩爾質量為100g/mol，可推知所得固體為碳酸鈣，再結合固體是在有氧條件下灼燒，可知草酸鈣和氧氣在高溫下加熱灼燒生成碳酸鈣和二氧化碳，發生反應的化學方程式為2CaC2O4+O22CaCO3+2CO2，故答案為：2CaC2O4+O22CaCO3+2CO2。