Question

【題目】工業(yè)以草酸鹽共沉淀法獲得草酸氧鈦鋇晶體[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，煅燒可獲得鈦酸鋇粉體。

(1)“酸浸”應(yīng)選擇_________(填標(biāo)號(hào))；為提高酸浸率，可采取的措施_________(至少答兩點(diǎn))

a. 硫酸 b. 鹽酸 c. 硝酸

(2)實(shí)驗(yàn)室要完成操作1需要的玻璃儀器有_________。

(3)加入H2C2O4溶液時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為______+______TiCl4+_____H2C2O4+ _____H2O= BaTiO(C2O4)2·4H2O↓ + _________；可循環(huán)使用的物質(zhì)X是(寫名稱)_________。

(4)請(qǐng)簡(jiǎn)述檢驗(yàn)草酸氧鈦鋇晶體是否洗滌干凈的方法_________。

(5)高溫煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3的同時(shí)，生成的氣體產(chǎn)物有CO、和_________。

(6)測(cè)定鈦酸鋇粉體中BaTiO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

已知：Ba2++CrO42-=BaCrO4↓ 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O

現(xiàn)取a g煅燒后的BaTiO3粉末酸溶得到100.0 mL含Ba2+的溶液，取25.00 mL于錐形瓶，加入x mL 濃度為C1 mol/L的Na2CrO4溶液(Na2CrO4過量)充分反應(yīng)后，用濃度為C2 mol/L標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至CrO42-被完全反應(yīng)，消耗鹽酸體積為y mL。(鈦元素不干擾測(cè)定過程)已知BaTiO3的摩爾質(zhì)量為M g/mol，試寫出粉體中BaTiO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式。_________

Answer 1

【答案】b 適當(dāng)加熱、攪拌、將固體粉碎、適當(dāng)提高酸的濃度 漏斗、玻璃棒、燒杯 1BaCl2 1 2 5 6HCl 鹽酸 取最后一次洗滌流出液于試管，加入少量硝酸酸化的AgNO3溶液，若試管中無白色渾濁出現(xiàn)，則證明已經(jīng)洗滌干凈 CO2、H2O

【解析】

由制備流程可知，碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，然后氯化鋇與四氯化鈦、草酸反應(yīng)生成BaTiO(C2O4)24H2O，過濾、洗滌、干燥、煅燒得到BaTiO3。

(1)碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水、二氧化碳，根據(jù)物質(zhì)的存在狀態(tài)及影響速率的因素分析采取的措施；

(2)分離難溶性固體與液體混合物的操作是過濾，使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

(3)向BaCl2、TiCl4混合溶液中加入H2C2O4溶液生成草酸氧鈦鋇晶體，同時(shí)生成HCl可循環(huán)使用；

(4)草酸氧鈦鋇晶體是從含HCl的溶液中過濾出來的，可用硝酸銀檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈；

(5)根據(jù)元素守恒，結(jié)合物質(zhì)組成及元素的化合價(jià)分析判斷生成物；

(6)根據(jù)給出的方程式，計(jì)算出25.00 mL溶液中含有的Ba2+的物質(zhì)的量，然后根據(jù)物質(zhì)總體積與實(shí)驗(yàn)時(shí)的體積關(guān)系及樣品質(zhì)量，得到其質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式。

(1)根據(jù)流程圖可知使用的酸為鹽酸，序號(hào)為b；為加快反應(yīng)速率，采取的措施可以是將固體粉碎、攪拌、升高反應(yīng)溫度、增大酸的濃度等措施；

(2)操作1是過濾，過濾時(shí)使用的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯；

(3)根據(jù)流程圖可知：向BaCl2、TiCl4混合溶液中加入H2C2O4溶液生成草酸氧鈦鋇晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)24H2O↓+6HCl，反應(yīng)產(chǎn)生的HCl可循環(huán)使用，用來再溶解BaCO3；

(4)根據(jù)(3)方程式可知：草酸氧鈦鋇晶體是從含HCl的溶液中過濾出來的，若該晶體洗滌干凈，則洗滌溶液中無Cl-，加入AgNO3溶液，不會(huì)產(chǎn)生白色沉淀。因此草酸氧鈦鋇晶體可用硝酸銀檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈；

(5)BaTiO(C2O4)24H2O煅燒，發(fā)生分解反應(yīng)，生成高溫下的氣體產(chǎn)物有CO、CO2、H2O(g)；

(6)根據(jù)題意可知在25.00mL溶液中含有Ba2+的物質(zhì)的量是n(Ba2+)=(xC1 –yC2)×10-3mol，則a g樣品得到的100.0 mL含Ba2+的物質(zhì)的量是n(Ba2+)(總)=(xC1 –yC2)×10-3mol=4(xC1 –yC2)×10-3mol；BaTiO3的摩爾質(zhì)量為M g/mol，則含有的BaTiO3的質(zhì)量為m(BaTiO3)= 4(xC1 –yC2)×10-3mol×Mg/mol= 4M(xC1 –yC2)×10-3g，樣品質(zhì)量為ag，故粉體中BaTiO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為：。