Question

【題目】鈦酸鋇粉體是電子陶瓷元器件的重要基礎原料，其制備工藝流程如下圖所示：

(1)鎂的碳化物常見的有MgC2和Mg2C3兩種，它們均極易與水發生反應。寫出MgC2發生水解反應的化學方程式：_____；Mg2C3的電子式為_____。

(2)“混合溶液”環節，鈦元素在不同pH下主要以種形式存在，如上圖所示。實際制備工藝中，先用氨水調節混合溶液的pH于2.5～3之間，再進行“沉淀”，則上圖中曲線a對應鈦的形式為______填化學符號）；寫出“沉淀”時的離子方程式：_____。

(3)草酸氧鈦鋇晶體經蒸餾水數次洗滌后，證明它已被洗滌干凈的實驗方案為_____。

(4)工業上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制備：

①先將金紅石(TiO2)與過量焦炭混合，再通入Cl2)并加熱到900℃制取TiCl4。請寫出該法制備TiCl4的化學方程式：_____。

②BaCO3是將重晶石（主要成分為BaSO4）浸泡在Na2C03溶液中足夠長時間來制備。請問Na2CO3溶液的濃度至少要大于_____mol/L才能開始轉化。（已知常溫下： ，略CO32-的水解）。

Answer 1

【答案】(1)MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2；(2) （3）TiOC2O4(4) TiO(C2O4)22-+ Ba2++ 4H2O = BaTiO(C2O4)2·4H2O↓(5)取最后一次洗滌液少量于試管中，向其中滴加AgNO3溶液，無白色沉淀生成證明草酸氧鈦鋇已被洗滌干凈（6）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO(7)2.58×10-4

【解析】

（1）MgC2水解生成氫氧化鎂和乙炔,反應的方程式為：MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2； Mg2C3屬于離子化合物,其電子式為；

故答案為：MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2;；

(2)據“沉淀”時生成草酸氧鈦鋇晶體中含有TiO(C2O4)22-（即b微粒），隨著氨水的不斷加入C2O42-濃度逐漸增大的趨勢可以判斷a對應鈦的形式為TiOC2O4。根據沉淀的化學式即可寫出離子方程式TiO(C2O4)22-+ Ba2++ 4H2O = BaTiO(C2O4)2+4H2O↓。

（3）根反應據過程知洗滌液中可能含有Cl—，所以取最后一次洗滌液少量于試管中，向其中滴加AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，證明草酸氧鈦鋇已被洗滌干凈。答案： 取最后一次洗滌液少量于試管中，向其中滴加AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，證明草酸氧鈦鋇已被洗滌干凈 。

（4）①由足量焦炭和Cl2反應判斷產物為TiCl4和CO，所以化學方程式為TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。答案：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 。

②設BaSO4飽和溶液中c(Ba2+)和c(SO42-)均為xmol·L-1，由KSP(BaSO4)=c(Ba2+)c(SO42-)知：x2=1.0×10-10(mol·L-1)2，可求出c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1。重晶石轉化為碳酸鋇，需滿足Q(BaCO3)=c(Ba2+)c(CO32-)=1.0×10-5mol·L-1×c(CO32-)>KSP(BaCO3)，則c(CO32-)＞2.58×10-9(mol·L-1)2÷1.0×10-5mol·L-1=2.58×10-4mol·L-1，所以Na2CO3 溶液的濃度至少要大于2.58×10-4mol/L 才能開始轉化。答案：2.58×10-4。