Question

工业上制备 BaCl₂·2H₂O 有如下两种途径。

途径 1：以重晶石（主要成分 BaSO₄）为原料，流程如下：

（1）写出“高温焙烧”时反应的化学方程式： _____________________________________。

（2）“高温焙烧” 时必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是____________。

途径 2：以毒重石(主要成分 BaCO₃，含 Ca²⁺、 Mg²⁺、 Fe³⁺等杂质)为原料，流程如下：

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

	Ca^2+	Mg^2+	Fe^3+
开始沉淀时的 pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀时的 pH	13.9	11.1	3.7

（3）为提高矿石的浸取率，可采取的措施是_________。

（4）加入 NH₃·H₂O 调节 pH=8 可除去____ （填离子符号），滤渣Ⅱ中含_________（填化学式）。加入 H₂C₂O₄时应避免过量，原因是_________。

（5）重量法测定产品纯度的步骤为：

准确称取 m g BaCl₂·2H₂O 试样，加入 100 mL 水， 用 3 mL 2 mol·L^－1 的 HCl 溶液加热溶解。边搅拌，边逐滴加入 0.1 mol·L^－1 H₂SO₄ 溶液。待 BaSO₄ 完全沉降后，过滤，用0.01 mol·L^－1 的稀H₂SO₄洗涤沉淀 3~4 次，直至洗涤液中不含 Cl^－为止。将沉淀置于坩埚中经烘干灼烧至恒重，称量为 n g。则BaCl₂·2H₂O的质量分数为_________。

Answer

BaSO4＋4C4CO↑＋BaS 使 BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温 将矿石粉碎，搅拌，适当升高温度等 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4 过量会导致生成 BaC2O4沉淀，产品的产量减少

【解析】途径 1：根据流程图，BaSO4和碳经过高温焙烧后生成CO和BaS，BaS和盐酸生成BaCl2。

（1）“高温焙烧”时反应的化学方程式：BaSO4＋4C4CO↑＋BaS ；

（2）“高温焙烧” 时必须加入过量的炭，使BaSO4得到充分的还原，同时还要通入空气，可以与CO反应，使得平衡向右移动，提高BaS的产量，同时，反应为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温；

途径 2：以毒重石(主要成分 BaCO3，含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等杂质)为原料，观察流程图，矿石的浸取得到的滤液是氯化钡、Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等的溶液，第一步调节pH沉淀掉Fe3+，第二步调节pH沉淀掉Mg2+，第三步加入草酸溶液沉淀掉Ca2+，最后得到BaCl2·2H2O。

（3）为提高矿石的浸取率，可采取的措施将矿石粉碎，搅拌，适当升高温度等；

（4）加入 NH3·H2O 调节 pH=8 可除去Fe3+，第二步调节pH到12.5时，Mg2+沉淀完全，部分Ca2+开始沉淀，所以得到的滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；因为BaC2O4也难溶于水，所以加入 H2C2O4时应避免过量，原因是H2C2O4 过量会导致生成 BaC2O4沉淀，产品的产量减少；

（5）经过重量法得到的沉淀即为n g BaSO4，根据钡元素守恒，n（Ba）=，n（BaCl2·2H2O）=mol，m（BaCl2·2H2O）=g，则 BaCl2·2H2O 的质量分数为。