Question

【題目】氯化鋇是白色的晶體，易溶于水，微溶于鹽酸和硝酸，難溶于乙醇和乙醚，易吸濕，需密封保存。工業上制備BaCl2·2H2O有如下兩種途徑：

途徑1：以重晶石（主要成分BaSO4)為原料，流程如下：

(1)寫出“溶解”時反應的化學方程式方程式：________________________。

(2)“高溫焙燒”時必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是_____________。

(3)結晶得到的晶體，需用乙醇洗滌的理由是_______________________。

途徑2：以毒重石（主要成分BaCO3，含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等雜質）為原料，流程如下：

已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。

	Ca2+	Mg2+	Fe3+
開始沉淀時的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀時的pH	13.9	11.1	3.7

(4)濾渣I的成分為________(填化學式)。

(5)濾渣II中含_________(填化學式)。過濾析出后，濾液中含有的Mg2+濃度為_______。

(6)加入H2C2O4時應避免過量，其原因是為了防止生成______(填化學式)。

Answer 1

【答案】 BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑ 使硫酸鋇得到充分還原，提高BaS的產量；該反應為高溫反應，碳和氧氣反應放出熱量維持所需要的高溫條件 氯化鋇難溶于乙醇，（水和乙醇互溶）洗滌時減少產品的損失 SiO2、Fe (OH)3 Mg(OH)2、Ca(OH)2 1.8×10-8 mol·L-1 BaC2O4

【解析】(1)重晶石礦經過高溫焙燒的產物用鹽酸溶解，產生了硫化氫，根據復分解反應的原理，硫酸鋇焙燒生成了BaS，因此溶解的反應方程式為，故答案為：BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑；

(2)根據“高溫焙燒”可知，此步需要維持高溫，也可以使硫酸鋇得到充分還原，提高BaS的產量，碳和氧氣反應放出熱量維持所需要的高溫條件，故答案為：使硫酸鋇得到充分還原，提高BaS的產量；該反應為高溫反應，碳和氧氣反應放出熱量維持所需要的高溫條件；

(3)根據信息可知，氯化鋇易溶于水，微溶于鹽酸和硝酸，難溶于乙醇和乙醚，用乙醇洗滌，可以減少產品的損失，故答案為：氯化鋇難溶于乙醇，洗滌時減少產品的損失；

(4)二氧化硅不溶于鹽酸和氨水，因此濾渣中含有二氧化硅，鹽酸溶解氧化鐵生成鐵離子。氨水調節溶液的pH=8時，鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，因此濾渣中還含有氫氧化鐵，故答案為：SiO2、Fe (OH)3；

(5)pH=12.5時，溶液中的鈣離子和鎂離子轉化為氫氧化鈣和氫氧化鎂沉淀，根據pH=12.5時，c(OH-)=10-1.5 mol/L，Ksp[Mg(OH)2]= c(Mg2+)×c2(OH-)=1.8×10-11，c(Mg2+)=1.8×10-8 mol/L，故答案為：Mg(OH)2、Ca(OH)2；1.8×10-8 mol/L；

(6)H2C2O4過量時，當Qc＞Ksp(BaC2O4)，可能會生成BaC2O4沉淀，因此H2C2O4應避免過量，故答案為：BaC2O4。