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【题目】钛酸钡(BaTiO3)主要用于电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元器件的配制中。某工厂以重晶石(主要含BaSO4)为原料生产钛酸钡的工艺流程如图:

回答下列问题:

(1)利用焰色反应的原理可定性鉴别某些金属盐。灼烧钛酸钡样品时,钡的焰色为______(填标号)。

A.砖红色 B.黄绿色 C.紫色 D.黄色

(2)用Na2CO3溶液浸泡重晶石(杂质不与Na2CO3反应),能将BaSO4转化为BaCO3,此反应的平衡常数K_________。(已知Kap(BaSO4)=1.2×1010Kap(BaCO3)=2.4×109)。

(3)流程中“混合”溶液中的钛元素在不同pH时主要以Ti(OH)TiOC2O4TiO(C2O4)23这三种形式存在(变化曲线如图所示)。实际制备工艺中,先用氨水调节混合溶液的pH______,再进行“沉淀”,写出该条件下生成草酸氧钛钡晶体的离子方程式:__________

(4)检验草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净的操作是_________

(5)隔绝空气煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3的同时,还能得到气体产物有H2O(g)、________

(6)BaTiO3成品中C2O42的含量可以用“氧化还原滴定法”测得。称取m g样品,置于烧杯中,加入50mL0.2 mol·L1酸性高锰酸钾溶液充分反应后配制成100mL溶液,取20mL该溶液于锥形瓶中用0.1 mol·L1的硫酸亚铁溶液进行滴定,滴定达到终点的标志是__________,重复滴定3次,平均每次消耗硫酸亚铁溶液的体积为20mL,则BaTiO3成品中C2O42的质量分数为_________

【答案】B 0.05 2.7 TiO(C2O4)22-+Ba2++nH2OBaTiO(C2O4)2nH2O 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,则证明已洗涤干净 COCO2 滴入最后一滴硫酸亚铁溶液,溶液由紫红色变为浅绿色,且半分钟不变色 %

【解析】

由制备流程可知,用饱和Na2CO3溶液处理重晶石,将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡,然后氯化钡与四氯化钛、草酸和氨水反应生成BaTiO(C2O4)2nH2O沉淀,过滤、洗涤、干燥、煅烧得到BaTiO3,据此分析解答。

(1)Ba元素的焰色为绿色,Na元素焰色为黄色、K元素焰色为紫色、Ca元素焰色为砖红色,故选B

(2)将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3的离子方程式为:BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),该反应的平衡常数K=====0.05,故答案为:0.05

(3)根据“沉淀”时生成草酸氧钛钡晶体中含有TiO(C2O4)22-,因此实际制备工艺中,先用氨水调节混合溶液的pH2.7,使得钛元素主要以TiO(C2O4)22-存在;根据沉淀的化学式可知,反应的离子方程式:TiO(C2O4)22-+Ba2++nH2OBaTiO(C2O4)2nH2O↓,故答案为:2.7TiO(C2O4)22-+Ba2++nH2OBaTiO(C2O4)2nH2O↓;

(4)BaTiO(C2O4)2nH2O沉淀表面附着氯离子,检验洗涤液中是否存在氯离子即可,故方法为: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,则证明已洗涤干净,故答案为: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,则证明已洗涤干净;

(5)煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3的同时,失去结晶水生成水蒸气,草酸根离子生成二氧化碳、CO,所以生成高温下的气体产物有COCO2H2O(g),故答案为:COCO2

(6)高锰酸根离子是紫红色,当滴入最后一滴硫酸亚铁溶液,溶液由紫红色变为浅绿色,且半分钟不变色,证明达到滴定终点;称取m g样品,置于烧杯中,加入50mL0.2 mol·L1酸性高锰酸钾溶液充分反应后配制成100mL溶液,取20mL该溶液于锥形瓶中用0.1 mol·L1的硫酸亚铁溶液进行滴定,根据2MnO4-+5C2O42+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3+ +Mn2++4H2O,与亚铁离子反应的高锰酸根离子的物质的量为×0.1 mol·L×0.02L×=0.002mol,则与C2O42反应的高锰酸根离子为0.05L×0.2 mol·L1-0.002mol=0.008mol,则C2O42×0.008mol=0.02mol,则m g样品中C2O42的质量分数为×100%=%,故答案为:滴入最后一滴硫酸亚铁溶液,溶液由紫红色变为浅绿色,且半分钟不变色;%。

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1)明矾净水的原理是_______________________(用离子方程式表示)。

2酸溶时,Al2O3溶解的化学方程式为______________________

3氧化时,发生反应的离子方程式为_______________

4步骤①的目的是______滤渣2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧,得到的产品的名称是_____(填俗称)。

5步骤②包含的操作有___________________、过滤及干燥。

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①取少量废液,滴加KSCN溶液显红色。

②取100mL废液,加入足量的AgNO3溶液,析出沉淀43.05g

③另取100mL废液,加入一定质量的铜片,充分反应后,测得铜片的质量减少了2.56g,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变色。

根据探究实验得出结论:

1)废液中含有的金属离子是______

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