【題目】鈦酸鋇(BaTiO3)作為著名的鐵電和壓電材料,因其優(yōu)異電性能和低污染性受到人們重視,也是目前制備無(wú)鉛壓電陶瓷的重要候選材料。某工廠以重晶石(主要含BaSO4)為原料,生產(chǎn)鈦酸鋇的工藝流程如圖:

回答下列問(wèn)題:

1)酸浸時(shí)將BaCO3研成粉末并適當(dāng)增大鹽酸濃度,是為了___;常溫下,TiCl4為液體且極易水解,配制一定濃度的TiCl4溶液的方法是__。

2)用Na2CO3溶液浸泡重晶石(假設(shè)雜質(zhì)不與Na2CO3反應(yīng)),能將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__(填寫(xiě)計(jì)算結(jié)果);若不考慮CO32-的水解,要使2.33gBaSO4恰好完全轉(zhuǎn)化為BaCO3,則至少需要濃度為1.0mol·L-1Na2CO3溶液__mL。(已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10Ksp(BaCO3)=5.0×10-9)

3)流程中濾液"的主要成分為__;隔絕空氣煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到鈦酸鋇粉體和混合氣態(tài)產(chǎn)物,試寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:__

【答案】提高BaCO3的酸浸速率 溶于濃鹽酸,再加適量蒸餾水稀釋至所需濃度 0.02 510 NH4Cl BaTiO(C2O4)2·4H2OBaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O

【解析】

(1)根據(jù)物質(zhì)的存在狀態(tài)及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析;TiCl4是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中弱堿陽(yáng)離子水解,從抑制鹽水解考慮;

(2)根據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化平衡方程式書(shū)寫(xiě)、計(jì)算;

(3)根據(jù)原子守恒判斷濾液中的主要成分;草酸氧鈦鋇晶體隔絕空氣煅燒得到BaTiO3,同時(shí)得到CO、CO2及水蒸氣。

(1)鹽酸與BaCO3發(fā)生反應(yīng):2HCl+BaCO3=BaCl2+H2O+CO2,為了加快反應(yīng)速率可以將固體BaCO3研成粉末,以增大接觸面積,故答案為:提高BaCO3的酸浸速率;TiCl4是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中Ti4+會(huì)發(fā)生水解反應(yīng):Ti4++4H2OTi(OH)4+4H+,使溶液變渾濁,為了配制得到澄清的TiCl4溶液,同時(shí)不引入雜質(zhì)離子,通常是將TiCl4溶于濃鹽酸中,然后再加適量水稀釋至所需濃度,故答案為:溶于濃鹽酸,再加適量蒸餾水稀釋至所需濃度;

(2) 在溶液中BaSO4存在沉淀溶解平衡,當(dāng)向溶液中加入飽和Na2CO3溶液時(shí),發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成BaCO3BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),待達(dá)到平衡后,移走上層清液,重復(fù)多次操作,最終BaSO4生成BaCO3;反應(yīng)的平衡常數(shù),故答案為:0.02;2.33gBaSO4物質(zhì)的量為0.01mol,根據(jù)BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),完全轉(zhuǎn)化需要0.01molCO32,同時(shí)溶液中產(chǎn)生0.01molSO42-,根據(jù)K值溶液中含有nCO32-=0.01mol÷0.02=0.5mol,需要加入Na2CO30.01mol+0.5mol=0.51mol,需要Na2CO3溶液的體積為0.51mol÷1mol/L=0.51L=510mL,故答案為:510;

(3) TiCl4和草酸混合液加入了氨水,然后與BaCl2溶液混合得到草酸氧鈦鋇晶體,根據(jù)原子守恒,濾液中主要成分為NH4Cl,故答案為:NH4Cl;草酸氧鈦鋇晶體隔絕空氣煅燒得到BaTiO3,同時(shí)得到COCO2及水蒸氣,煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3方程式為BaTiO(C2O4)2·4H2O BaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O,故答案為:BaTiO(C2O4)2·4H2OBaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】科研人員借助太陽(yáng)能,將H2S轉(zhuǎn)化為可再利用的SH2的工作原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

A.該電池能實(shí)現(xiàn)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.a電極的電極反應(yīng):2H++2e-=H2

C.光照后,b電極的電極反應(yīng):H2S-2e-=2H++S

D.a電極區(qū)溶液的pH不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】堿性硼化釩(VB2)-空氣電池工作時(shí)反應(yīng)為:4VB2 +11O24B2O3 +2V2O5 。用該電池為電源,選用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。當(dāng)電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí),B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體(標(biāo)況),則下列說(shuō)法中正確的是

A. VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為: 2VB2+11H2O – 22eV2O5+2B2O3+22H+

B. 外電路中電子由c電極流向VB2電極

C. 電解過(guò)程中,b電極表面先有紅色物質(zhì)析出,然后有氣泡產(chǎn)生

D. 若B裝置內(nèi)的液體體積為200mL,則CuSO4溶液的濃度為0.05mol/L

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)的原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(

已知:①在弱酸性溶液中發(fā)生水解;②氧化性:(高濃度)(低濃度)。

A.電解過(guò)程中,B溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷增大

B.碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng):

C.為了提高的產(chǎn)率,電解過(guò)程中需要控制廢水的

D.該裝置中電子的流向:電源負(fù)極陰極陽(yáng)極電源正極

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】三氯化磷和三氯氧磷,是兩種重要的化工原料。

1)實(shí)驗(yàn)室制備的裝置圖(如圖)和有關(guān)信息如下:

物質(zhì)

熔點(diǎn)/

沸點(diǎn)/

密度

性質(zhì)

白磷

44.1

280.5

1.82

濕空氣中約40℃著火

74.2

1.574

無(wú)色液體,遇水均劇烈水解,互溶

2.0

105.3

1.675

①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先打開(kāi)通入排除裝置內(nèi)空氣的目的是______________________

②實(shí)驗(yàn)制得的粗產(chǎn)品中含有,可用_______方法提純。

,水解后的溶液中除之外其他離子的濃度由大到小的順序是___________________________________(已知是二元弱酸)。

2)實(shí)驗(yàn)室通常用直接氧化制備,工業(yè)上通常采用潮濕的氧化制備,請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)制備的反應(yīng)方程式:______________________________________。從原理上分析,實(shí)驗(yàn)室制備方法的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________________(寫(xiě)出兩點(diǎn))。

3)用標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)室制備的粗產(chǎn)品的純度,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①取粗產(chǎn)品溶于水至完全水解,預(yù)處理排除磷酸根離子的影響,加入溶液,完全反應(yīng)后加少量硝基苯,用力搖動(dòng),靜置,使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋,防止實(shí)驗(yàn)測(cè)得的純度___________(填偏大”“偏小不變)。[已知: ]

②滴加作指示劑,用溶液滴定過(guò)量的溶液,當(dāng)溶液__________________________,即為終點(diǎn)。共用去溶液,則粗產(chǎn)品中的純度為_________%(保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硼酸(H3BO3)為弱酸,已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為H3BO3+OH-=B(OH)4-,H3BO3可以通過(guò)電解的方法制備。其工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+

B.反應(yīng)一段時(shí)間以后,陰極室NaOH溶液濃度增大,陽(yáng)極室H2SO4濃度增大

C.當(dāng)電路中通過(guò)3mol電子時(shí),可得到1molH3BO3

D.電解過(guò)程中,B(OH)4-穿過(guò)陰膜進(jìn)入產(chǎn)品窒,Na+穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入陰極室

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中,通入2mol CO23mol H2,發(fā)生的反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=akJmol1(a0),測(cè)得CO2(g)CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示:

(1)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________(填編號(hào))。

A.單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2mol H2,同時(shí)生成0.4mol H2O

B.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變

C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化

D.該體系中H2OCH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11,且保持不變

(2)若要使K=1,則改變的條件可以是________(填選項(xiàng))。

A.增大壓強(qiáng) B.減小壓強(qiáng) C.升高溫度 D.降低溫度 E.加入催化劑。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化合物丙可由如下反應(yīng)得到

丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不可能是(

A. CH3CH(CH2Br)2B. (CH3)2CBrCH2Br

C. C2H5CHBrCH2BrD. CH3(CHBr)2CH3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2H2 )在催化劑的作用下合成甲醇,可能發(fā)生的反應(yīng)如下:

i. CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) H1=QkJ·mol- 1

ii. CO2(g)+ H2(g)CO(g)+ H2O(g) H2=+41 kJ·mol- 1

iii. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-99 kJ·mol- 1

回答下列問(wèn)題:

(1)Q=______________

(2)反應(yīng)iii的化學(xué)平衡常數(shù)K3=_____________(填表達(dá)式)。

(3)圖中能正確反映平衡常數(shù)K3隨溫度變化關(guān)系的曲線為_____(填字母),理由是_______

(4)如圖為單位時(shí)間內(nèi)CO2+H2、CO+ H2CO/CO2+H2三個(gè)條件下生成甲醇的物質(zhì)的量濃度與溫度的關(guān)系(三個(gè)條件下通入的CO、CO2H2的物質(zhì)的量濃度相同)。

490K時(shí),根據(jù)曲線ac判斷合成甲醇時(shí)主要發(fā)生的反應(yīng)為______________("i ”" iii");由曲線a可知,甲醇的量先增大后減小,其原因是__________。

②曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,從熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)角度,并結(jié)合反應(yīng)i、ii分析原因:__________

(5)如圖是以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液的甲醇燃料電池:電極a的反應(yīng)式為__________, 若隔膜為陽(yáng)離子交換膜,則每轉(zhuǎn)移6 mol電子,溶液中有___mol Na+___(正極區(qū)負(fù)極區(qū)”)移動(dòng)。

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