题目内容

【题目】工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O],煅烧可获得钛酸钡粉体。

(1)“酸浸应选择_________(填标号);为提高酸浸率,可采取的措施_________(至少答两点)

a. 硫酸 b. 盐酸 c. 硝酸

(2)实验室要完成操作1需要的玻璃仪器有_________

(3)加入H2C2O4溶液时,发生的反应为______+______TiCl4+_____H2C2O4+ _____H2O= BaTiO(C2O4)2·4H2O↓ + _________;可循环使用的物质X(写名称)_________

(4)请简述检验草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净的方法_________

(5)高温煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3的同时,生成的气体产物有CO、和_________

(6)测定钛酸钡粉体中BaTiO3的质量分数。

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

现取a g煅烧后的BaTiO3粉末酸溶得到100.0 mLBa2+的溶液,取25.00 mL于锥形瓶,加入x mL 浓度为C1 mol/LNa2CrO4溶液(Na2CrO4过量)充分反应后,用浓度为C2 mol/L标准盐酸滴定至CrO42-被完全反应,消耗盐酸体积为y mL(钛元素不干扰测定过程)已知BaTiO3的摩尔质量为M g/mol,试写出粉体中BaTiO3质量分数的表达式。_________

【答案】b 适当加热、搅拌、将固体粉碎、适当提高酸的浓度 漏斗、玻璃棒、烧杯 1BaCl2 1 2 5 6HCl 盐酸 取最后一次洗涤流出液于试管,加入少量硝酸酸化的AgNO3溶液,若试管中无白色浑浊出现,则证明已经洗涤干净 CO2H2O

【解析】

由制备流程可知,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡,然后氯化钡与四氯化钛、草酸反应生成BaTiO(C2O4)24H2O,过滤、洗涤、干燥、煅烧得到BaTiO3

(1)碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水、二氧化碳,根据物质的存在状态及影响速率的因素分析采取的措施;

(2)分离难溶性固体与液体混合物的操作是过滤,使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;

(3)BaCl2TiCl4混合溶液中加入H2C2O4溶液生成草酸氧钛钡晶体,同时生成HCl可循环使用;

(4)草酸氧钛钡晶体是从含HCl的溶液中过滤出来的,可用硝酸银检验沉淀是否洗涤干净;

(5)根据元素守恒,结合物质组成及元素的化合价分析判断生成物;

(6)根据给出的方程式,计算出25.00 mL溶液中含有的Ba2+的物质的量,然后根据物质总体积与实验时的体积关系及样品质量,得到其质量分数表达式。

(1)根据流程图可知使用的酸为盐酸,序号为b;为加快反应速率,采取的措施可以是将固体粉碎、搅拌、升高反应温度、增大酸的浓度等措施;

(2)操作1是过滤,过滤时使用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯;

(3)根据流程图可知:向BaCl2TiCl4混合溶液中加入H2C2O4溶液生成草酸氧钛钡晶体,反应的化学方程式为:BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)24H2O↓+6HCl,反应产生的HCl可循环使用,用来再溶解BaCO3

(4)根据(3)方程式可知:草酸氧钛钡晶体是从含HCl的溶液中过滤出来的,若该晶体洗涤干净,则洗涤溶液中无Cl-,加入AgNO3溶液,不会产生白色沉淀。因此草酸氧钛钡晶体可用硝酸银检验沉淀是否洗涤干净;

(5)BaTiO(C2O4)24H2O煅烧,发生分解反应,生成高温下的气体产物有COCO2H2O(g)

(6)根据题意可知在25.00mL溶液中含有Ba2+的物质的量是n(Ba2+)=(xC1 –yC2)×10-3mol,则a g样品得到的100.0 mLBa2+的物质的量是n(Ba2+)()=(xC1 –yC2)×10-3mol=4(xC1 –yC2)×10-3molBaTiO3的摩尔质量为M g/mol,则含有的BaTiO3的质量为m(BaTiO3)= 4(xC1 –yC2)×10-3mol×Mg/mol= 4M(xC1 –yC2)×10-3g,样品质量为ag,故粉体中BaTiO3质量分数的表达式为:

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