钛*钡(BaTiO3)在工业上有重要用途,主要用于制作电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元件。以下是...
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钛*钡(BaTiO3)在工业上有重要用途,主要用于制作电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元件。以下是生产钛*钡的一种工艺流程图:
已知:①草*氧化钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O;
②25℃时,BaCO3的溶度积Ksp=2.58×10-9;
(1)BaTiO3中Ti元素的化合价为:__________。
(2)用盐**浸时发生反应的离子方程式为: __________。
(3)流程中通过过滤得到草*氧化钛钡晶体后,为提高产品质量需对晶体洗涤。
①过滤*作中使用的玻璃仪器有_____________________。
②如何*晶体已洗净?_______________________。
(4)TiO2具有很好的散**,是一种有重要用途的金属氧化物。工业上可用TiCl4水解来制备,制备时需加入大量的水,同时加热,其目的是:_______________。
(5)某兴趣小组取19.70gBaCO3模拟上述工艺流程制备BaTiO3,得产品13.98g,BaTiO3的产率为:________。
(6)流程中用盐**浸,其实质是BaCO3溶解平衡的移动。若浸出液中c(Ba2+)=0.1mol/L,则c(CO32-)在浸出液中的最大浓度为__________ mol/L。
【回答】
【*】 (1). +4 (2). BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2 ↑+ H2O (3). 漏斗、 烧杯、 玻璃棒 (4). 取最后一次洗涤液少许于试管中, 滴加稀 HNO3 *化的 AgNO3 溶液, 若无白*沉淀产生, 说明已洗净。 (5). 促进 TiCl4水解 (6). 60% (7). 2.58×10-8
【解析】试题分析:本题以生产钛*钡的工艺流程为载体,考查离子方程式的书写,基本实验*作,外界条件对盐类水解平衡的影响,产率和溶度积的计算等。
(1)BaTiO3中Ba的化合价为+2价,O的化合价为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,Ti的化合价为+4价。
(2)盐**浸时反应的化学方程式为BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑,离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑。
(3)①过滤*作中使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
②根据流程草*氧化钛钡晶体吸附可溶*的Cl-等,要*晶体已经洗净即*洗涤液中不含Cl-。方法是:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加稀HNO3*化的AgNO3溶液,若无白*沉淀产生,说明已洗净。
(4)TiCl4水解的离子方程式为TiCl4+2H2OTiO2+4HCl,加入大量水促进TiCl4水解,盐的水解是吸热过程,加热促进TiCl4水解,制备时加入大量的水同时加热,目的是促进TiCl4的水解。
(5)根据Ba守恒,理论上得到BaTiO3的质量为233g/mol=23.3g,BaTiO3的产率为100%=60%。
(6)BaCO3的溶解平衡表达式为BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq),Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-)=2.5810-9,若浸出液中c(Ba2+)=0.1mol/L,则CO32-在浸出液中最大浓度c(CO32-)=mol/L=2.5810-8mol/L。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:综合题
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