Question

碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂，用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗。碳酸镧可由 LaCl₃ 为原料来制备，整个反应在较低的pH条件下进行，避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO₃]。

（1）化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。

①仪器 X 的名称为________；检验装置甲气密性良好的方法是___________。

②实验中 K₁、 K₂ 打开的先后顺序为________；为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要注意的问题有____________。

（2）碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。

①为了高磷血症患者的安全，通常选用碳酸氢钠溶液，过程中会发生两个平行反应，其离子方程式为_______和____________。

②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是___________(任写一条)。

③T℃时，碳酸镧的溶解度为1.0×10^-7 mol·L^-1， HCO₃^-的电离平衡常数为 6.0×10^-11。请计算反应 2LaCl₃＋3NaHCO₃La₂(CO₃)₃↓＋3NaCl＋3HCl 的平衡常数 K=_________。

④利用手持技术测定溶液的 pH 从而监控反应过程，得到如图曲线。请说明 bc 段变化的原因__________。

（3）碳酸镧(式量为 458)质量分数的测定：准确称取15.0g产品试样，溶于10.0mL 稀盐酸中，加入 10mLNH₃-NH₄Cl 缓冲溶液，加入 0.2g 紫脲酸铵混合指示剂，用 0.5 mol·L^-1EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定至呈蓝紫色（La^3＋＋H₂Y^2－= LaY^－＋2H^＋），消耗 EDTA 溶液 60.00mL。则产品中碳酸镧的质量分数 w=________。

Answer

球形干燥管 关闭活塞 K1，向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差，一段时间后，液面差保持不变，说明气密性良好 先打开 K2 再打开 K1 控制氨气(或CO2)通入量 2La2+ +3HCO3- = La 2(CO3)3+3H+ H++HCO3- =CO2+H2O 碳酸氢钠碱性相对较弱，可防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3] 200 La3+完全沉淀， 再滴入碳酸氢钠，水解使溶液的碱性增强，pH发生突跃 91.6％

【解析】（1）①仪器 X 的名称为球形干燥管；检验装置甲气密性良好的方法是关闭活塞 K1，向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差，一段时间后，液面差保持不变，说明气密性良好；②氨气是极易溶于水的气体，先通氨气，在碱性条件下再通入二氧化碳，溶解的量较大，故实验中先打开 K2 再打开 K1；为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要控制氨气(或CO2)通入量；（2）①碳酸氢钠分别与和La2+、H+反应，过程中会发生两个平行反应的离子方程式为2La2+ +3HCO3- = La 2(CO3)3+3H+和H++HCO3- =CO2+H2O；②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是碳酸氢钠碱性相对较弱，可防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]；③2LaCl3＋3NaHCO3La2(CO3)3↓＋3NaCl＋3HCl 的离子反应方程式为2La2+ +3HCO3- = La 2(CO3)3↓+3H+，T℃时，碳酸镧的溶解度为1.0×10-7 mol·L-1，则饱和溶液中c(La2+)=2c[La 2(CO3)3]= 2.0×10-7 mol·L-1，c(CO32-)=3c[La 2(CO3)3]= 3.0×10-7 mol·L-1，Ksp[La 2(CO3)3]= c2(La2+) c3(CO32-)=(2.0×10-7 mol·L-1)2×(3.0×10-7 mol·L-1)3=1.08×10-33，HCO3-的电离平衡常数为 6.0×10-11，则反应的平衡常数 K=；④利用手持技术测定溶液的 pH 从而监控反应过程，La3+完全沉淀， 再滴入碳酸氢钠，水解使溶液的碱性增强，pH发生突跃，bc 段变化如图曲线；（3）滴定时消耗 EDTA 溶液的物质的量为60.00mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.03mol，根据反应La3＋＋H2Y2－= LaY－＋2H＋可知，产品中碳酸镧的质量分数 w=。