Question

【題目】工業(yè)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“高溫焙燒”時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式： _____________________________________。

（2）“高溫焙燒” 時(shí)必須加入過(guò)量的炭，同時(shí)還要通入空氣，其目的是____________。

途徑 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等雜質(zhì))為原料，流程如下：

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

	Ca2+	Mg2+	Fe3+
開(kāi)始沉淀時(shí)的 pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀時(shí)的 pH	13.9	11.1	3.7

（3）為提高礦石的浸取率，可采取的措施是_________。

（4）加入 NH3·H2O 調(diào)節(jié) pH=8 可除去____ （填離子符號(hào)），濾渣Ⅱ中含_________（填化學(xué)式）。加入 H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量，原因是_________。

（5）重量法測(cè)定產(chǎn)品純度的步驟為：

準(zhǔn)確稱取 m g BaCl2·2H2O 試樣，加入 100 mL 水， 用 3 mL 2 mol·L－1 的 HCl 溶液加熱溶解。邊攪拌，邊逐滴加入 0.1 mol·L－1 H2SO4 溶液。待 BaSO4 完全沉降后，過(guò)濾，用0.01 mol·L－1 的稀H2SO4洗滌沉淀 3~4 次，直至洗滌液中不含 Cl－為止。將沉淀置于坩堝中經(jīng)烘干灼燒至恒重，稱量為 n g。則BaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

Answer 1

【答案】 BaSO4＋4C4CO↑＋BaS 使 BaSO4得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量），反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫 將礦石粉碎，攪拌，適當(dāng)升高溫度等 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4 過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成 BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少

【解析】途徑 1：根據(jù)流程圖，BaSO4和碳經(jīng)過(guò)高溫焙燒后生成CO和BaS，BaS和鹽酸生成BaCl2。

（1）“高溫焙燒”時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：BaSO4＋4C4CO↑＋BaS ；

（2）“高溫焙燒” 時(shí)必須加入過(guò)量的炭，使BaSO4得到充分的還原，同時(shí)還要通入空氣，可以與CO反應(yīng)，使得平衡向右移動(dòng)，提高BaS的產(chǎn)量，同時(shí)，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫；

途徑 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等雜質(zhì))為原料，觀察流程圖，礦石的浸取得到的濾液是氯化鋇、Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等的溶液，第一步調(diào)節(jié)pH沉淀掉Fe3+，第二步調(diào)節(jié)pH沉淀掉Mg2+，第三步加入草酸溶液沉淀掉Ca2+，最后得到BaCl2·2H2O。

（3）為提高礦石的浸取率，可采取的措施將礦石粉碎，攪拌，適當(dāng)升高溫度等；

（4）加入 NH3·H2O 調(diào)節(jié) pH=8 可除去Fe3+，第二步調(diào)節(jié)pH到12.5時(shí)，Mg2+沉淀完全，部分Ca2+開(kāi)始沉淀，所以得到的濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；因?yàn)锽aC2O4也難溶于水，所以加入 H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量，原因是H2C2O4 過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成 BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少；

（5）經(jīng)過(guò)重量法得到的沉淀即為n g BaSO4，根據(jù)鋇元素守恒，n（Ba）=，n（BaCl2·2H2O）=mol，m（BaCl2·2H2O）=g，則 BaCl2·2H2O 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。