Question

13．鈦酸鋇（BaTiO₃）也稱(chēng)“偏鈦酸鋇”，是電子陶瓷材料的重要基礎(chǔ)原料，被譽(yù)為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”．工業(yè)制備鈦酸鋇粉體的很多．如圖是“草酸鹽共沉淀法”制備鈦酸鋇粉體的前驅(qū)體--草酸氧鈦鋇[BaTiO（C₂O₄）₄•4H₂O]晶體（BTO），再將其煅燒分解制備鈦酸鋇粉體的基本工藝流程：
（1）沉淀時(shí)，加入的H₂C₂O₄溶液需要加熱到85℃左右，同時(shí)不斷攪拌，其目的是提高反應(yīng)速率．物質(zhì)X是HCl．
（2）工業(yè)上，TiCl₄是以鈦鐵礦（FeTiO₃）或金紅石（TiO₂）為原料，與焦炭混合，通人氯氣并加熱到900℃制取的．已知反應(yīng)過(guò)程中焦炭被氧化為CO，試寫(xiě)出以鈦鐵礦為原料制取TiCl₄的化學(xué)方程式：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃．配制TiCl₄溶液時(shí)，通常是將TiCl₄溶于濃鹽酸，然后再加水稀釋?zhuān)�其目的是抑制Ti⁴⁺水解．
（3）BTO經(jīng)蒸餾水多次洗滌后，判斷其已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取最后一次洗滌液，先進(jìn)入硝酸，再進(jìn)入硝酸銀溶液，沒(méi)有白色沉淀生成，說(shuō)明洗滌干凈，煅燒時(shí)，BTO分解的化學(xué)方程式為BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaTiO₃+2CO↑+2CO₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，然后氯化鋇與四氯化碳、草酸反應(yīng)生成BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O，同時(shí)得到為HCl，HCl再循環(huán)利用，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥、煅燒得到BaTiO₃．
（1）攪拌增大固體的接觸面積，可提高反應(yīng)速率；物質(zhì)X為HCl；
（2）FeTiO₃與焦炭、氯氣反應(yīng)得到CO、TiCl₄，氯氣具有強(qiáng)氧化性，還生成氯化鐵；TiCl₄在水溶液中發(fā)生水解；
（3）BTO表面會(huì)附著HCl等，用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有氯離子進(jìn)行判斷；
BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O煅燒，發(fā)生分解反應(yīng)生成BaTiO₃，草酸根會(huì)分解為CO、CO₂，還有H₂O（g）生成．

解答 解：碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，然后氯化鋇與四氯化碳、草酸反應(yīng)生成BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O，同時(shí)得到為HCl，HCl再循環(huán)利用，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥、煅燒得到BaTiO₃．
（1）攪拌增大固體的接觸面積，可提高反應(yīng)速率；物質(zhì)X為HCl，
故答案為：提高反應(yīng)速率；HCl；
（2）FeTiO₃與焦炭、氯氣反應(yīng)得到CO、TiCl₄，氯氣具有強(qiáng)氧化性，還生成氯化鐵，反應(yīng)方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃，制TiCl₄溶液時(shí)，通常是將TiCl₄溶于濃鹽酸，然后再加水稀釋?zhuān)�其目的是：抑制Ti⁴⁺水解，
故答案為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃；抑制Ti⁴⁺水解；
（3）BTO表面會(huì)附著HCl等，BTO經(jīng)蒸餾水多次洗滌后，判斷其已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是：取最后一次洗滌液，先進(jìn)入硝酸，再進(jìn)入硝酸銀溶液，沒(méi)有白色沉淀生成，說(shuō)明洗滌干凈，
BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O煅燒，發(fā)生分解反應(yīng)生成BaTiO₃，草酸根會(huì)分解為CO、CO₂，還有H₂O（g）生成，反應(yīng)方程式為：BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaTiO₃+2CO↑+2CO₂↑+4H₂O，
故答案為：取最后一次洗滌液，先進(jìn)入硝酸，再進(jìn)入硝酸銀溶液，沒(méi)有白色沉淀生成，說(shuō)明洗滌干凈；BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaTiO₃+2CO↑+2CO₂↑+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備工藝流程，涉及對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、離子檢驗(yàn)、對(duì)信息獲取與應(yīng)用等，側(cè)重對(duì)化學(xué)用語(yǔ)的考查，熟練掌握元素化合物知識(shí)，題目難度中等．