Question

【題目】毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)），實驗室利用毒重石制備BaCl22H2O的流程如下：

（1）毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是____________________。實驗室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，除量筒外還需使用下列儀器中的______________。

a．燒杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管

（2）加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去_____（填離子符號），濾渣Ⅱ中含______（填化學(xué)式）。加入H2C2O4時應(yīng)避免過量，原因是_________________。

已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10﹣7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10﹣9

	Ca2+	Mg2+	Fe3+
開始沉淀時的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀時的pH	13.9	11.1	3.2

（3）利用間接酸堿滴定法可測定Ba2+的含量，實驗分兩步進行。

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

步驟Ⅰ：移取x ml一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中，加入酸堿指示劑，用b molL﹣1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，測得滴加的鹽酸體積為V0 mL。

步驟Ⅱ：移取y mLBaCl2溶液于錐形瓶中，加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸堿指示劑，用b molL﹣1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，測得滴加鹽酸的體積為V1 mL。

滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時應(yīng)使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的______________（填“上方”或“下方”）。BaCl2溶液的濃度為______________ molL-1，若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出，Ba2+濃度測量值將______________（填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快 ac Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4過量會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少 上方 偏大

【解析】

制備BaCl22H2O的流程：毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)），向其中加鹽酸溶解，碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，然后加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH為8，由于Fe3+完全沉淀時的pH為3.2，此時只有Fe3+完全沉淀，所以濾渣1為Fe(OH)3，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，再加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH=12.5，Ca2+完全沉淀時的pH為13.9，Mg2+完全沉淀時的pH為11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；溶液中主要含Ca2+、Ba2+，然后再加入H2C2O4，得到CaC2O4沉淀，除去Ca2+，將濾液蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶可得到BaCl22H2O。

(1)可以通過增大固體反應(yīng)物的接觸面積方法增大反應(yīng)速率；根據(jù)配制物質(zhì)的量濃度溶液的要求確定需要使用的儀器；

(2)根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)分析加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH=8，利用不同金屬陽離子形成沉淀的pH的不同，確定沉淀的成分及去除的離子；結(jié)合加入H2C2O4的量的多少，分析發(fā)生的反應(yīng)及造成的影響；

(3)根據(jù)滴定管的構(gòu)造分析0刻度在滴定管的位置；利用間接酸堿滴定法可測定Ba2+的含量，實驗分兩步進行，根據(jù)反應(yīng)中物質(zhì)的相應(yīng)量的關(guān)系，計算出BaCl2溶液的濃度；然后根據(jù)操作分析消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積多少，判斷誤差，據(jù)此判斷。

(1)毒重石是固體物質(zhì)，由于化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的接觸面積有關(guān)，所以可以將毒重石在用鹽酸浸取前充分研磨的方法，增大反應(yīng)物的接觸面積，提高反應(yīng)速率；在實驗室用37%的鹽酸配置15%的鹽酸，需先計算出濃鹽酸的體積和水的體積，用量筒量取；濃鹽酸稀釋為稀鹽酸，需用燒杯作為容器，并用玻璃棒攪拌加速溶解，所以除量筒外還需使用量筒、玻璃棒，選項是ac；

(2)根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)可知：Fe3+完全沉淀時的pH為3.2，加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的pH為8，發(fā)生反應(yīng)：Fe3++3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，F(xiàn)e3+完全沉淀，濾渣1為Fe(OH)3；加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=12.5，由于Ca2+完全沉淀時的pH為13.9，Mg2+完全沉淀時的pH為11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2，溶液中主要含Ca2+、Ba2+，Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，易形成CaC2O4沉淀，加入H2C2O4時應(yīng)避免過量，防止CaC2O4沉淀完全后，過量的H2C2O4會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀，使產(chǎn)品的產(chǎn)量減少；

(3)無論酸式還是堿式滴定管，0刻度都位于滴定管的上方；步驟Ⅱ：待Ba2+完全沉淀后，再加入酸堿指示劑，用bmol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，測得滴加鹽酸的體積為V1mL，則發(fā)生2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O 的鹽酸的物質(zhì)的量為：V1×10-3×bmol，步驟Ⅰ：用bmol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，測得滴加鹽酸體積為V0mL，加入的總鹽酸的物質(zhì)的量：V0×10-3×bmol，Ba2++CrO42-═BaCrO4↓，與Ba2+反應(yīng)的CrO42-的物質(zhì)的量為V0×10-3×bmol-V1×10-3×bmol=(V0-V1)b×10-3mol，步驟Ⅱ：移取ymLBaCl2溶液于錐形瓶中，所以BaCl2溶液的濃度為：c(BaCl2)=mol/L=mol/L；若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出，則V1減小，使得Ba2+濃度測量值將偏大。