题目内容
【题目】钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，其制备工艺流程图如下：
(l)草酸中碳元素的化合价为_____。
(2)为提高BaCO3的酸浸速率，可采取的措施为_____ （写出一条）。
(3)“混合溶液”环节，钛元素在不同pH下主要以TiOC2O4、TiO(C2O4)22-、和TiO(OH)+三种形式存在，如图所示。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.5～3之间，再进行“沉淀”，则上图中曲线a对应钛的形式为________（填化学式）：写出“沉淀”时的离子方程式：__________。
(4)草酸氧钛钡晶体经蒸馏水数次洗涤后，证明它已被洗涤干净的实验方案____________。
(5)工业上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制备：
①先将金红石(TiO2)与过量焦炭混合，再通人Cl2并加热到900℃制取TiCl4。请写出该法制取TiCl4的化学方程式：__________________________________。
②BaCO3是将重晶石（主要成分为BaSO4）浸泡在Na2CO3溶液中足够长时间来制备。请问Na2CO3溶液的浓度至少要大于______ mol·L-1才能开始转化。(已知常温下：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10(mol·L-1)2，Ksp(BaCO3) =2.58×10-9(mol·L-1)2，忽略CO32-的水解）。
【答案】 +3 将BaCO3研成粉末、适当增大盐酸浓度、适当加热、搅拌（任写一个） TiOC2O4 TiO(C2O4)22-+ Ba2+ + 4H2O = BaTiO(C2O4)2·4H2O↓ 取最后一次洗涤液少量于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成证明草酸氧钛钡已被洗涤干净 TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO 2.58×10-4
【解析】（1）在H2C2O4中H、C、O的化合价分别为+1、+3和-2。（2）将固体BaCO3研成粉末、适当增大反应物盐酸的浓度、适当加热、加速搅拌都可以加快反应速率，任选其一即可。（3）据“沉淀”时生成草酸氧钛钡晶体中含有TiO(C2O4)22-（即b微粒），随着氨水的不断加入C2O42-浓度逐渐增大的趋势可以判断a对应钛的形式为TiOC2O4。根据沉淀的化学式即可写出离子方程式TiO(C2O4)22-+ Ba2+ + 4H2O = BaTiO(C2O4)2·4H2O↓。（4）据过程知洗涤液中可能含有Cl—，所以用AgNO3溶液检验即可。（5）①由足量焦炭和Cl2判断产物为TiCl4和CO，所以化学方程式为TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO。②设BaSO4饱和溶液中c(Ba2+)和c(SO42-)均为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。再令Q(BaCO3)=c(Ba2+)c(CO32-)=1.0×10-5mol·L-1×c(CO32-)>KSP(BaCO3)，则c(CO32-)>2.58×10-9(mol·L-1)2÷1.0×10-5mol·L-1=2.58×10-4mol·L-1。
