题目内容
5．以钡矿粉（主要成份为BaCO3，含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等）制备BaCl2•2H2O的流程如图1：
（1）氧化过程主要反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O．
（2）沉淀C的主要成分是Ca（OH）2和Mg（OH）2．由图2可知，为了更好的使Ca2+沉淀，还应采取的措施为提高温度．
（3）用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为：
步骤1：准确称取0.4～0.6g BaCl2•2H2O试样，加入100mL水，3mL 2mol•L-1 的HCl溶液加热溶解．
步骤2：边搅拌，边逐滴加入0.1mol•L-1 H2SO4溶液．
步骤3：待BaSO4沉降后，_____，确认已完全沉淀．
步骤4：过滤，用0.01mol•L-1的稀H2SO4洗涤沉淀3～4次，直至洗涤液中不含Cl-为止．
步骤5：将折叠的沉淀滤纸包置于_____中，经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重．称量计算BaCl2•2H2O中Ba2+的含量．
①步骤3所缺的操作为向上层清液中加入1～2滴0.1mol/LH2SO4溶液．
②若步骤1称量的样品过少，则在步骤4洗涤时可能造成的影响为称取试样过少，沉淀量就少，洗涤造成的损失就大．
③步骤5所用瓷质仪器名称为坩埚．滤纸灰化时空气要充足，否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS，该反应的化学方程式为BaSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO↑+BaS或BaSO4+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2↑+BaS．
④有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好，请说明原因BaCrO4的摩尔质量大于BaSO4 ，得到沉淀质量更大，测定误差小．
[已知：Ksp（BaSO4）=1.1×10-10 Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10]．
分析 钡矿粉的主要成分BaCO3（含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等），加盐酸溶解，碳酸钡和盐酸反应：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，过滤除去不溶物，滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入氨水调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀过滤除去，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，加入氢氧化钠调节pH=12，使溶液中Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀、大部分Ca2+转化为Ca（OH）2，过滤分离，滤液中加入盐酸酸化，再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到BaCl2•2H2O晶体．
（1）氧化过程是加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+；
（2）沉淀C的主要成分是氢氧化钙与氢氧化镁，由氢氧化钡与氢氧化钙的溶解度曲线可知，升高温度氢氧化钡溶解度增大，可以降低氢氧化钙的溶解度；
（3）①步骤3：利用硫酸检验上清液是否含有Ba2+，确定沉淀完全；
②称取试样过少，沉淀量就少，洗涤造成的损失就大；
③步骤5：在坩埚中进而固体物质的灼烧；BaSO4被残留的炭还原生成BaS，C被氧化生成CO或二氧化碳；
④由溶度积常数可知，两种沉淀剂效果相差不大，用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂得到沉淀质量更大，测定误差小．
解答 解：钡矿粉的主要成分BaCO3（含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等），加盐酸溶解，碳酸钡和盐酸反应：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，过滤除去不溶物，滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入氨水调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀过滤除去，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，加入氢氧化钠调节pH=12，使溶液中Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀、大部分Ca2+转化为Ca（OH）2，过滤分离，滤液中加入盐酸酸化，再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到BaCl2•2H2O晶体．
（1）氧化过程是加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，以便调节溶液pH使铁离子完全沉淀，反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
故答案为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
（2）加入氢氧化钠调节pH=12，使溶液中Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀、大部分Ca2+转化为Ca（OH）2，氢氧化钙溶解度随温度升高减小，为了更好的使Ca2+沉淀，还应采取的措施为提高温度；
故答案为：Mg（OH）2；提高温度；
（3）①步骤3所缺的操作是检验Ba2+是否沉淀完全，具体操作为：向上层清液中加入1～2滴0.1mol/LH2SO4溶液，
故答案为：向上层清液中加入1～2滴0.1mol/LH2SO4溶液；
②若步骤1称量的样品过少，则在步骤4洗涤时可能造成的影响为：沉淀量就少，洗涤造成的损失就大；
故答案为：称取试样过少，沉淀量就少，洗涤造成的损失就大；
③将折叠的沉淀滤纸包置于坩埚中经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重，称量计算BaCl2•2H2O中Ba2+的含量；滤纸灰化时空气要充足，否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS，C被氧化生成CO或二氧化碳，反应的化学方程式为：BaSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO↑+BaS或BaSO4+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2↑+BaS，
故答案为：坩埚；BaSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO↑+BaS或BaSO4+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2↑+BaS；
④由溶度积常数可知，两种沉淀剂效果相差不大，由于BaCrO4的摩尔质量大于BaSO4 ，用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂得到沉淀质量更大，测定误差小；
故答案为：BaCrO4的摩尔质量大于BaSO4 ，得到沉淀质量更大，测定误差小．
点评 本题考查物质制备、物质含量测定等，侧重对原理与操作考查，熟练掌握元素化合物知识，（3）中④为易错点、难点，定量实验中要强调减少误差的意识，题目难度中等．
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