关注我们

我国重晶石(含BaSO490%以上)资源丰富,其中贵州省重晶石储量占全国总储量的三分之一。

化学试题 03-31

我国重晶石(含BaSO490%以上)资源丰富,其中贵州省重晶石储量占全国总储量的三分之一。我省某工厂以重晶石为原料,生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸钡(BaTiO3)的工艺流程如下:
 
查阅资料可知:
①常温下: Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9
②TiC14在常温下是无色液体,遇水容易发生水解:TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl。
③草酸氧钛钡的化学式为:BaTiO(C2O4)2·4H2O。
请回答下列问题:
(1)工业上用饱和Na2CO3溶液处理重晶石(假设杂质不与Na2CO3溶液作用),待达到平衡后,移走上层清液,重复多次操作,将BaSO4转化为易溶于酸BaCO3,该过程用离子方程式可表示为___________,此反应的平衡常数K=____ (填写计算结果)。若不考虑CO32- 的水解,则至少需要使用_____mol/L 的Na2CO3溶液浸泡重晶石才能实现该转化过程。
(2)酸浸时所发生反应的离子方程式为___________________________________。
(3)配制TiCl4溶液时通常将TiCl4固体溶于浓盐酸再加水稀释,其目的是_____________________。
(4)可循环使用的物质X 是_________(填化学式),设计实验方案验证草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净:_____________________________________________________________。
(5)煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3同时,高温下生成的气体产物有CO、__________和_________(填化学式)。
【答案】    (1). BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq)     (2). 0.04 (或1/25 )    (3). 2.5×10-4    (4). BaCO3+2H+= Ba2++CO2↑+H2O    (5). 抑制TiCl4的水解    (6). HCl    (7). 取最后一次洗涤液少许,滴入稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成,则说明晶体已经洗涤干净    (8). CO2    (9). H2O(g)
【解析】
(1)用饱和Na2CO3溶液将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3离子方程式为:BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq),根据平衡常数的定义,结合方程式可知K===0.04,饱和硫酸钡溶液中,SO42-浓度是1×10-5mol/L,所以此时CO32-浓度是1×10-5mol/L÷0.04=2.5×10-4mol/L;(2)酸浸时,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水、二氧化碳,离子反应为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;(3)TiC14在常温下是无色液体,遇水容易发生水解可知,在配制为抑止其水解,需将TiCl4固体溶于浓盐酸再加水稀释;(4)向混合液中加入TiC14溶液和H2C2O4溶液反应得到草酸氧钛钡和HCl,故可循环使用的物质X 是HCl;草酸氧钛钡晶体表面附着氯离子,验证草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净的方法为:取最后一次洗涤液少许,滴入稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成,则说明晶体已经洗涤干净;(5)BaTiO(C2O4)2•4H2O煅烧,发生分解反应,由元素守恒可知,生成高温下的气体产物有CO、CO2、H2O(g)。
点睛:工艺流程题,就是将化工生产过程中主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上,分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑;解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。而且还要看清问题,不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”:本题改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→所以有什么变化→结论。

喜欢发布评论
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: