Question

【題目】BaCl2可用于電子、儀表等工業。以毒重石(主要成分為BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等雜質)為原料，模擬工業制取BaCl2·2H2O的流程如下圖所示：

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

	Ca2＋	Mg2＋	Fe3＋
開始沉淀時的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀時的pH	13.9	11.0	3.7

（1）鹽酸浸取時需要適當加熱的原因是_____。

（2）濾渣Ⅰ的成分為_____。

（3）加入H2C2O4時應避免過量，其原因是_____。

（4）用37%的鹽酸配制15%的鹽酸需用到的儀器有_____(填字母)。

A．量筒 B．燒杯 C．容量瓶 D．玻璃棒

（5）濾渣Ⅲ需經過洗滌后才能進行后續加工處理的原因是_____。

（6）請補充完整由碳酸鋇石(含30%CaCO3的BaCO3礦石)模擬工業制取BaCl2·2H2O的實驗步驟為_____，過濾，用無水乙醇洗滌2～3次，低溫干燥。(實驗中可使用的試劑有：冷水，80℃熱水，0.1mol·L－1鹽酸，6mol·L－1鹽酸)

Answer 1

【答案】既加快反應速度又提高浸取率 SiO2、BaSO4 防止生成BaC2O4 ABD 除去表面附著的Ba2＋，防止污染環境 灼燒碳酸鋇石至恒重，用80℃熱水溶解固體，趁熱過濾，向濾液中加入稍過量的6mol·L－1鹽酸，蒸發濃縮，冷卻結晶

【解析】

毒重石(主要成分為BaCO3，含少量的CaCO3、MgSO4、Fe2O3、SiO2等雜質)加入鹽酸溶解，生成氯化鈣、氯化鎂、氯化鋇和氯化鐵，且少量硫酸根離子與鋇離子反應生成硫酸鋇，濾渣Ⅰ為SiO2、BaSO4；加入氫氧化鈉溶液調至pH=12.5，鐵離子、鎂離子轉化為氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀進入濾渣Ⅱ，濾液為氯化鋇、氯化鈣、氯化鈉和氫氧化鈉，加入草酸反應生成草酸鈣沉淀，即濾渣Ⅲ為草酸鈣；濾液Ⅲ蒸發濃縮、冷卻結晶得到氯化鋇晶體。據此分析解答。

(1)鹽酸浸取時，適當加熱，可以加快反應速度，提高浸取率，故答案為：既加快反應速度又提高浸取率；

(2)酸溶時，SiO2不溶于鹽酸和水，且溶液中的SO42-和Ba2+反應生成BaSO4沉淀，則過濾所得濾渣Ⅰ的成分為SiO2、BaSO4，故答案為：SiO2、BaSO4；

(3)加入H2C2O4的目的是除去溶液中的Ca2+，但草酸過量時，也會生成BaC2O4沉淀，故答案為：防止生成BaC2O4；

(4)用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，需要用量筒量取適量的37%的鹽酸倒入燒杯中，然后向燒杯中加入一定量的蒸餾水，用玻璃棒攪拌均勻即可，需用到的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒，故答案為：ABD；

(5)濾渣Ⅲ為草酸鈣，溶液中的氯化鋇吸附在草酸鈣的表面，鋇離子屬于重金屬離子，會污染環境，因此需經過洗滌后才能進行后續加工處理，故答案為：除去表面附著的Ba2＋，防止污染環境；

(6)用碳酸鋇石(含30%CaCO3的BaCO3礦石)模擬工業制取BaCl2·2H2O，根據題給試劑，可以首先將碳酸鋇石粉碎煅燒，使碳酸鋇石分解，因為氫氧化鈣的溶解度較小，且溫度越高，溶解度越小，然后用80℃熱水溶解固體，趁熱過濾，除去氫氧化鈣，將生成的氫氧化鋇用6mol·L－1鹽酸中和，得到氯化鋇溶液，蒸發濃縮，冷卻結晶得到BaCl2·2H2O粗品，過濾，用無水乙醇洗滌2～3次，低溫干燥即可，故答案為：灼燒碳酸鋇石至恒重，用80℃熱水溶解固體，趁熱過濾，向濾液中加入稍過量的6mol·L－1鹽酸，蒸發濃縮，冷卻結晶。