Question

【题目】BaCl2可用于电子、仪表等工业。以毒重石(主要成分为BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料，模拟工业制取BaCl2·2H2O的流程如下图所示:

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

(1)盐酸浸取时需要适当加热的原因是_________。

(2)用37％的盐酸配制15％的盐酸需用到的仪器有________(填字母)

A.量筒 B.烧杯 C.容量瓶 D.玻璃棒

(3)滤渣I的成分为__________；

(4)Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝_______，加入H2C2O4时发生的离子反应为_______，加入H2C2O4应避免过量，其原因是_________。

(5)母液中除了含有Ba2+、Cl—外，还含有大量的_________(填离子符号)；

(6)滤渣III(不含结晶水)是结石的主要成分滤渣Ⅲ经过洗涤干燥后在空气中进行热重分析，取128.0g该纯净物，在200～470℃灼烧，最后得到100.0g产物，200～470℃时发生反应的化学方程式为___________。

Answer 1

【答案】加快反应速度，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】

用盐酸浸取毒重石(主要成分为BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)，SiO2不溶，浸取液含有Ba2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+，部分Ba2+与SO42-生成BaSO4沉淀，滤渣I的成分是SiO2、BaSO4，用NaOH溶液调节滤液的pH=12.5，沉淀Mg2+、Fe3+及部分Ca2+，过滤得到滤渣II为Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2，滤液III含有Ba2+、Ca2+，加入草酸沉淀Ca2+，滤渣III为CaC2O4，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶得到BaCl22H2O，据此分析解答。

(1)盐酸浸取时适当加热，可以加快反应速度，提高浸取率，故答案为：加快反应速度，提高浸取率；

(2)用37%的盐酸配制15%的盐酸需用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒，故答案为：ABD；

(3)盐酸浸取毒重石(主要成分为BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等杂质)，SiO2不溶，浸取液含有Ba2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+，部分Ba2+与SO42-生成BaSO4沉淀，滤渣I的成分是SiO2、BaSO4，故答案为：SiO2、BaSO4；

(4)根据表格数据，镁离子开始沉淀的pH=9.1，完全沉淀时的pH=11.0，当c(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L，则Ksp[Mg(OH)2]= 1.0×10-5×(1.0×10-3)2=1.0×10-11；加入H2C2O4沉淀Ca2+，反应的离子方程式为Ca2++H2C2O4 = CaC2O4 ↓+ 2H+，为防止生成BaC2O4，加入H2C2O4时应避免过量；故答案为：1.0×10-11；Ca2++H2C2O4 = CaC2O4 ↓+ 2H+；为防止生成BaC2O4；

(5)BaCl2母液中除了含有Ba2+、Cl-外，过程中加入了NaOH溶液，故还含有大量的Na+，故答案为：Na+；

(6)128g CaC2O4的物质的量为1mol，200～470℃时发生反应的生成物质量为100g，其中含有1molCa，结合碳酸钙的摩尔质量为100g/mol，可推知所得固体为碳酸钙，再结合固体是在有氧条件下灼烧，可知草酸钙和氧气在高温下加热灼烧生成碳酸钙和二氧化碳，发生反应的化学方程式为2CaC2O4+O22CaCO3+2CO2，故答案为：2CaC2O4+O22CaCO3+2CO2。