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3.毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質),實驗室利用毒重石制備BaCl2•2H2O的流程如圖:

(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是增大接觸面積從而使反應速率加快;直接蒸干BaCl2溶液能(填“能”或“不能”)得到BaCl2•2H2O晶體.
(2)
Ca2+Mg2+Fe3+
開始沉淀時的pH11.99.11.9
完全沉淀時的pH13.911.13.2
加入NH3•H2O調節pH=8可除去Fe3+(填離子符號),濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2(填化學式).加入H2C2O4時應避免過量,原因是H2C2O4過量會導致生成BaC2O4沉淀,產品的產量減少.
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
(3)利用間接酸堿滴定法可測定Ba2+的含量,實驗分兩步進行.
已知:2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O Ba2++CrO42-═BaCrO4
步驟Ⅰ移取x mL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用b mol•L-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸體積為V0 mL.
步驟Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液于錐形瓶中,加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b mol•L-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V1mL.BaCl2溶液的濃度為$\frac{b(V0-V1)}{y}$mol•L-1

分析 制備BaCl2•2H2O的流程:毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質),加鹽酸溶解,碳酸鋇和鹽酸反應:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,加入氨水,調pH為8,Fe3+完全沉淀時的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+,加入氫氧化鈉調節PH=12.5,Ca2+完全沉淀時的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時的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+,蒸發濃縮冷卻結晶得到BaCl2•2H2O,
(1)研磨將塊狀固體變成粉末狀,可以增大反應物的接觸面積,增大反應速率;BaCl2溶液為強酸強堿溶液.
(2)根據流程圖和表中數據分析加入NH3•H2O調節pH=8可除去Fe3+,加入NaOH調pH=12.5,可完全除去Mg2+,除去部分Ca2+,濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;加入過量H2C2O4,易發生Ba2++H2C2O4═BaC2O4↓+2H+,產品的產量減少;
(3)利用簡潔酸堿滴定法可測定Ba2+的含量,實驗分兩步進行,根據Ba2++CrO42-═BaCrO4↓、2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H20,與Ba2+反應的CrO42-的物質的量為總鹽酸的物質的量減去過量的鹽酸,利用BaCl2溶液的濃度計算公式.

解答 解:制備BaCl2•2H2O的流程:毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質),加鹽酸溶解,碳酸鋇和鹽酸反應:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,加入氨水,調pH為8,Fe3+完全沉淀時的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+,加入氫氧化鈉調節PH=12.5,Ca2+完全沉淀時的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時的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+,蒸發濃縮冷卻結晶得到BaCl2•2H2O,
(1)化學反應的速率與反應物的接觸面積有關,毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,可以增大反應物的接觸面積,增大反應速率;BaCl2溶液為強酸強堿溶液,可以加熱制取晶體.故答案為:增大接觸面積從而使反應速率加快;能;
(2)根據流程圖和表中數據可知:Fe3+完全沉淀時的pH為3.2,加入氨水,調pH為8,Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,Fe3+完全沉淀,濾渣1為Fe(OH)3,加入氫氧化鈉調節PH=12.5,Ca2+完全沉淀時的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時的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時應避免過量,防止CaC2O4沉淀完全后,過量的H2C2O4會導致生成BaC2O4沉淀,產品的產量減少,
故答案為:Fe3+;Mg(OH)2、Ca(OH)2;H2C2O4過量會導致生成BaC2O4沉淀,產品的產量減少;
(3)步驟Ⅱ:待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b mol•L-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V1mL,則發生2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H20 的鹽酸的物質的量為:V1×10-3×bmol,步驟Ⅰ:用b mol•L-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸體積為V0mL,加入的總鹽酸的物質的量:V0×10-3×bmol,Ba2++CrO42-═BaCrO4↓,與Ba2+反應的CrO42-的物質的量為V0×10-3×bmol-V1×10-3×bmol=(V0-V1)b×10-3mol,步驟Ⅱ:移取y mLBaCl2溶液于錐形瓶中,所以BaCl2溶液的濃度為:$\frac{({V}_{0}-{V}_{1})b×1{0}^{-3}}{y×1{0}^{-3}}$mol/L=$\frac{({V}_{0}-{V}_{1})b}{y}$mol/L.故答案為:$\frac{b(V0-V1)}{y}$.

點評 本題考查了實驗室利用毒重石制備BaCl2•2H2O的設計方法,側重考查影響反應速率的因素、實驗基本操作、沉淀溶解平衡的應用等知識,實驗步驟結合物質的性質分析是解答的關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
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(2)圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1>K2(填“>”、“<”或“=”).
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①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ•mol-1
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③H2O(g)═H2O(l)△H=-c kJ•mol-1
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請填寫下列空白.
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(2)B中含有非氧官能團的名稱是碳碳雙鍵;⑤的反應類型是加成反應
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(4)若E在一定條件下能脫水生成六元環狀化合物,寫出該六元環化合物的結構簡式:
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12.寫出符合下列條件的元素符號:
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13.某工廠的燃料煤中硫的質量分數為0.64%,該工廠每天燃燒這種煤100t,請計算[(1)、(2)小題要求有計算過程]:
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