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【题目】氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成分为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)制备氟化钡的流程如下:

已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4。

(1)滤渣A的名称为___________。

(2)滤液1加H2O2的目的是___________。

(3)加NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣C的主要成分是___________(写化学式)

(4)滤液3加入盐酸酸化后再经加热浓缩____________洗涤,真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O晶体。

(5)常温下,用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol/L水溶液与氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式___________。已知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5 mol/L),至少需要的氟离子浓度是___________mol/L(已知=1.36,计算结果保留三位有效数字)。

(6)5.0 t含80%BaCO3的钡矿粉,理论上最多能生成BaCl2·2H2O晶体___________t 。(保留2位小数)

【答案】 二氧化硅 将Fe2+氧化成Fe3+ Mg(OH)2 冷却结晶、过滤 Ba2++2F-=BaF2↓ 0.136 4.95

【解析】(1)钡矿粉主要成分为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质,其中二氧化硅不溶于盐酸,故滤渣A是二氧化硅。(2)滤液1中含有钡离子、亚铁离子、镁离子、氢离子、氯离子,加入H2O2将亚铁离子氧化为三价铁离子,有利于后续与镁离子的分离;(3)铁元素在除铁步骤中已除云,加NaOH溶液调节pH=12.5,是将镁离子转化为Mg(OH)2沉淀而除去;(4)要得到结晶水合物,常用加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤的方法。(5) BaCl2溶液与氟化铵溶液反应生成氟化钡沉淀,离子方程式为:Ba2++2F-=BaF2↓;由Ksp(BaF2)的表达式可知,c(Ba2+)·c2(F-)= Ksp(BaF2),代入数据:10-5 mol/L×c2(F-)= 1.84×10-7,c(F-)=0.136mol/L;

(6)由关系式可知:

BaCO3 ——BaCl2·2H2O

197 244

5.0 t×80% m m =4.95t

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