Question

【題目】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 的流程如下：

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

a 燒杯 b 容量瓶 c 玻璃棒 d 滴定管

（2）

	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	11.1	3.2

流程中，濾渣Ⅱ中含_______（填化學式）。加入 H2C2O4 時應避免過量，原因是_______。 [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 xmL 一定濃度的 Na2CrO4 溶液與錐形瓶中，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 mLBaCl2 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 V1 mL。滴加鹽酸標準液時應用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的_______（填“上方”或“下方”）。BaCl2 溶液的濃度為___________mol·L-1，若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出，Ba2+濃度測量值將_______（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，使反應速率加快，提高浸取效率 ac Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4過量會導致生成BaC2O4沉淀，產品的產量減少 上方 偏大

【解析】

制備BaCl22H2O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I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+開始沉淀的pH為11.9、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沉淀，除去Ca2+，蒸發濃縮冷卻結晶得到BaCl22H2O。（1）根據影響反應速率的因素及實驗操作過程分析解答；（2）根據提示信息中離子完全沉淀的pH值及Ksp分析解答；（3）根據滴定管的構造及滴定原理計算解答。

（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，提高浸取效率；溶液中溶質的質量分數= ，實驗室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，需計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：增大接觸面積，使反應速率加快，提高浸取效率；ac；

（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++3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，Fe3+完全沉淀，濾渣I為Fe(OH)3，加入氫氧化鈉調節pH=12.5，Ca2+開始沉淀的pH為11.9、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)=1.6×107，Ksp(CaC2O4)=2.3×109，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：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）無論酸式還是堿式滴定管，“0”刻度位于滴定管的上方；步驟Ⅱ：待Ba2+完全沉淀后，再加入酸堿指示劑，用bmol/L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+H2O的鹽酸的物質的量為：V1×103L×bmol/L，步驟Ⅰ：用bmol/L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：V0×103L×bmol/L，Ba2++CrO42═BaCrO4↓，與Ba2+反應的CrO42的物質的量為V0×103L×bmol/LV1×103L×bmol/L=(V0V1)×b×103mol，BaCl2溶液的體積為ymL，所以BaCl2溶液的濃度為：；若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出，則測得V1偏小，則Ba2+濃度測量值將偏大；故答案為：上方；；偏大。