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12.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(主要成份为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)制备氟化钡的流程如图:

已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4.
(1)滤渣A的化学式为SiO2
(2)滤液1加H2O2氧化过程主要反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O.
(3)加20%NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣C的主要成分是Mg(OH)2
(4)滤液3加入盐酸酸化后再经加热浓缩、冷却结晶、过滤、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0.2mol/L水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀.请写出该反应的离子方程式Ba2++2F?=BaF2↓.己知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5L),至少需要的氟离子浓度是0.136 mol/L (结果保留三位有效数字).(己知$\sqrt{1.84}$=1.36)
(6)己知:Ksp(BaCO3=2.58×10-9,Ksp (BaSO4)=1.07×10-10.将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中,当BaCO开始沉淀时,溶液中$\frac{c(C{O}_{3}^{2-})}{c(S{O}_{4}^{2-})}$=24.1.(结果保留三位有效数字)

分析 钡矿粉的主要成分BaCO3(含有SiO2、Fe2+、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SiO2,滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入氢氧化钠溶液调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀过滤除去,溶液中主要含Mg2+、Ba2+,加20%NaOH溶液调节pH=12.5,沉淀镁离子,过滤,滤液中加入盐酸酸化,再通过加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到BaCl2•2H2O晶体,将晶体与NH4F溶液反应制备氟化钡,据此分析解答.

解答 解:(1)钡矿粉的主要成分BaCO3(含有SiO2、Fe2+、Mg2+等),加盐酸溶解,SiO2不溶于盐酸,过滤,故滤渣A为SiO2
故答案为:SiO2;      
(2)加过氧化氢的目的是氧化亚铁离子为铁离子,便于除去,反应为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
(3)滤液2的金属离子为Mg2+、Ba2+,加20%NaOH溶液调节pH=12.5,沉淀镁离子,故滤渣C为Mg(OH)2
故答案为:Mg(OH)2
(4)滤液3中加入盐酸酸化,再通过加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到BaCl2•2H2O晶体;
故答案为:加热浓缩;过滤;
(5)BaCl2•2H2O晶体与NH4F溶液反应制备氟化钡,反应物为:Ba2++2F?=BaF2↓,己知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5L),至少需要的氟离子浓度是$\sqrt{\frac{1.84×1{0}^{-7}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=0.136mol/L;
故答案为:Ba2++2F?=BaF2↓;0.136;  
(6)将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中,当BaCO3开始沉淀时,溶液中$\frac{c(C{O}_{3}^{2-})}{c(S{O}_{4}^{2-})}$=$\frac{c(C{{O}_{3}}^{2-})•c(B{a}^{2+})}{c(S{{O}_{4}}^{2-})•c(B{a}^{2+})}$=$\frac{Ksp(BaC{O}_{3})}{Ksp(BaS{O}_{4})}$=24.1;
故答案为:24.1.

点评 本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、溶度积的计算等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.

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(2)固体X的化学式为MgO•Al2O3•2SiO2
(3)溶液1中加入足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al3++4OH-═AlO2-+2H2O,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓.
(4)在高温下,固体3中某元素的单质可以与固体1发生置换反应,请写出此反应的化学方程式2Mg+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgO+Si.

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Na2CO311.6
NaClO9.7
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