Question

【題目】毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì))，實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下：

（1）毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是________。實(shí)驗(yàn)室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，除量筒外還需使用下列儀器中的________。

a．燒杯　b．500mL容量瓶　c．玻璃棒　d．滴定管

（2）已知不同雜質(zhì)離子開始沉淀和沉淀完全的pH如下：

加入NH3·H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去_______ (填離子符號(hào))，此時(shí)，溶液中該離子的濃度為_______mol·L－1。加入NaOH調(diào)pH=12.5，溶液內(nèi)剩余的陽離子中_______完全沉淀，_____________ (填離子符號(hào))部分沉淀。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過量，原因是___________。（已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10－7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10－9, Ksp［Fe(OH)3］ =2.6×10－39）

Answer 1

【答案】增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快 ac Fe3＋ 2.6×10-21 Mg2+ Ca2+ H2C2O4過量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少

【解析】

制備BaCl22H2O的流程：毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì))，加鹽酸溶解，碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，加入氨水，調(diào)pH為8，Fe3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2，只有Fe3+完全沉淀，濾渣1為Fe(OH)3，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=12.5，Ca2+完全沉淀時(shí)的pH為13.9，Mg2+完全沉淀時(shí)的pH為11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；溶液中主要含Ca2+、Ba2+，加入H2C2O4，得到CaC2O4↓，除去Ca2+，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到BaCl22H2O；

(1)研磨將塊狀固體變成粉末狀，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，增大反應(yīng)速率；溶液中質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%，實(shí)驗(yàn)室用37%的鹽酸配置15%的鹽酸，需量取濃鹽酸的體積和水的體積，且需使用燒杯作為容器稀釋，玻璃棒攪拌；

(2)根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)分析加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去Fe3+，加入NaOH調(diào)pH=12.5，可完全除去Mg2+，除去部分Ca2+；加入過量H2C2O4，易發(fā)生Ba2++H2C2O4═BaC2O4↓+2H+，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。

(1)化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的接觸面積有關(guān)，毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，增大反應(yīng)速率，溶液中質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%，實(shí)驗(yàn)室用37%的鹽酸配置15%的鹽酸，需計(jì)算出濃鹽酸的體積和水的體積，需用量筒量取，濃鹽酸稀釋為稀鹽酸，需用燒杯作為容器稀釋選擇a，玻璃棒攪拌加速溶解選擇c，故答案為ac；

(2)根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)可知：Fe3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2，加入氨水，調(diào)pH為8，Fe3++3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，Fe3+完全沉淀，濾渣1為Fe(OH)3，由Ksp［Fe(OH)3］ =c(Fe3+)×c3(OH-)=2.6×10－39，pH為8，c(OH-)=1×10-6mol/L，則c(Fe3+)=mol/L=2.6×10-21 mol/L；加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=12.5，Ca2+完全沉淀時(shí)的pH為13.9，Mg2+完全沉淀時(shí)的pH為11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2，溶液中主要含Ca2+、Ba2+，Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，易形成CaC2O4沉淀，加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過量，防止CaC2O4沉淀完全后，過量的H2C2O4會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。