我國重晶石(含BaSO490%以上)資源豐富,其中貴州省重晶石儲量占全國總儲量的三分之一。某工廠以重晶石為原料,生產(chǎn)“電子陶瓷工業(yè)支柱”—鈦酸鋇(BaTiO3)的工藝流程如圖:
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查閱資料可知:
①常溫下:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。
②TiCl4在常溫下是無色液體,遇水容易發(fā)生水解:TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl。
③草酸氧鈦鋇的化學式為BaTiO(C2O4)2?4H2O。
請回答下列問題:
(1)BaTiO(C2O4)2?4H2O中Ti元素的化合價為 +4+4。
(2)工業(yè)上用飽和Na2CO3溶液處理重晶石(假設雜質(zhì)不與Na2CO3溶液作用),待達到平衡后,移走上層清液,重復多次操作,將BaSO4轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3,該反應的平衡常數(shù)K=0.040.04(填寫計算結(jié)果)。當Na2CO3溶液的濃度大于 2.5×10-42.5×10-4mol?L-1時就能實現(xiàn)BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3。(不考慮CO2-3的水解)
(3)配制TiCl4溶液時通常將TiCl4固體溶于濃鹽酸再加水稀釋,其目的是 防止TiC14水解防止TiC14水解。
(4)寫出混合液加入TiCl4和H2C2O4溶液反應的化學方程式。 TiC14+2H2C2O4+BaCl2+5H2O=BaTiO(C2O4)2?4H2O+6HClTiC14+2H2C2O4+BaCl2+5H2O=BaTiO(C2O4)2?4H2O+6HCl。
(5)檢驗草酸氧鈦鋇晶體是否洗凈的方法 取最后一次洗滌液,向其中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若沒有白色沉淀產(chǎn)生,則晶體已洗凈取最后一次洗滌液,向其中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若沒有白色沉淀產(chǎn)生,則晶體已洗凈。
(6)煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3的同時,高溫下生成的氣體產(chǎn)物有CO、CO2CO2和 H2O(g)H2O(g)(填化學式)。
CO
2
-
3
【答案】+4;0.04;2.5×10-4;防止TiC14水解;TiC14+2H2C2O4+BaCl2+5H2O=BaTiO(C2O4)2?4H2O+6HCl;取最后一次洗滌液,向其中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若沒有白色沉淀產(chǎn)生,則晶體已洗凈;CO2;H2O(g)
【解答】
【點評】
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