Question

【题目】钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，其制备工艺流程如下图所示：

(1)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种，它们均极易与水发生反应。写出MgC2发生水解反应的化学方程式：_____；Mg2C3的电子式为_____。

(2)“混合溶液”环节，钛元素在不同pH下主要以种形式存在，如上图所示。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.5～3之间，再进行“沉淀”，则上图中曲线a对应钛的形式为______填化学符号）；写出“沉淀”时的离子方程式：_____。

(3)草酸氧钛钡晶体经蒸馏水数次洗涤后，证明它已被洗涤干净的实验方案为_____。

(4)工业上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制备：

①先将金红石(TiO2)与过量焦炭混合，再通入Cl2)并加热到900℃制取TiCl4。请写出该法制备TiCl4的化学方程式：_____。

②BaCO3是将重晶石（主要成分为BaSO4）浸泡在Na2C03溶液中足够长时间来制备。请问Na2CO3溶液的浓度至少要大于_____mol/L才能开始转化。（已知常温下： ，略CO32-的水解）。

Answer 1

【答案】(1)MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2；(2) （3）TiOC2O4(4) TiO(C2O4)22-+ Ba2++ 4H2O = BaTiO(C2O4)2·4H2O↓(5)取最后一次洗涤液少量于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成证明草酸氧钛钡已被洗涤干净（6）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO(7)2.58×10-4

【解析】

（1）MgC2水解生成氢氧化镁和乙炔,反应的方程式为：MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2； Mg2C3属于离子化合物,其电子式为；

故答案为：MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2;；

(2)据“沉淀”时生成草酸氧钛钡晶体中含有TiO(C2O4)22-（即b微粒），随着氨水的不断加入C2O42-浓度逐渐增大的趋势可以判断a对应钛的形式为TiOC2O4。根据沉淀的化学式即可写出离子方程式TiO(C2O4)22-+ Ba2++ 4H2O = BaTiO(C2O4)2+4H2O↓。

（3）根反应据过程知洗涤液中可能含有Cl—，所以取最后一次洗涤液少量于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明草酸氧钛钡已被洗涤干净。答案： 取最后一次洗涤液少量于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明草酸氧钛钡已被洗涤干净 。

（4）①由足量焦炭和Cl2反应判断产物为TiCl4和CO，所以化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。答案：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 。

②设BaSO4饱和溶液中c(Ba2+)和c(SO42-)均为xmol·L-1，由KSP(BaSO4)=c(Ba2+)c(SO42-)知：x2=1.0×10-10(mol·L-1)2，可求出c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1。重晶石转化为碳酸钡，需满足Q(BaCO3)=c(Ba2+)c(CO32-)=1.0×10-5mol·L-1×c(CO32-)>KSP(BaCO3)，则c(CO32-)＞2.58×10-9(mol·L-1)2÷1.0×10-5mol·L-1=2.58×10-4mol·L-1，所以Na2CO3 溶液的浓度至少要大于2.58×10-4mol/L 才能开始转化。答案：2.58×10-4。