Question

钛酸钡被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。工业制取方法如图，先获得不溶性草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C₂O₄)₂•4H₂O]，煅烧后可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为___。

（2）配制TiCl₄溶液时通常将TiCl₄固体溶于浓盐酸再加水稀释，其目的是___。

（3）加入H₂C₂O₄溶液时，发生反应的化学方程式为___。可循环使用的物质X是___（填化学式），设计实验方案验证草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净：___。

（4）煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO₃的同时，生成高温下的气态产物有CO、___。

（5）工业上用饱和Na₂CO₃溶液处理重晶石（主要成分是BaSO₄），待达到平衡后，移走上层清液，重复多次操作，将其转化为易溶于酸的BaCO₃，再由BaCO₃制备其它钡盐。已知常温下：K_sp(BaSO₄)＝1.0×10^－10，K_sp(BaCO₃)＝2.59×10^－9，请问至少需要___mol•L^－1的碳酸钠溶液浸泡才能实现上述转化（忽略CO₃^2－的水解）。

Answer

BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O 抑制TiCl4的水解 BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)2•4H2O↓+6HCl HCl 取最后一次洗涤液少许，滴入硝酸酸化的硝酸银，若无沉淀生成，则说明晶体已经洗涤干净 CO2和H2O（g） 2.59×10-4

【解析】

由制备流程可知，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡，然后氯化钡与四氯化碳、草酸反应生成BaTiO(C2O4)2•4H2O，过滤、洗涤、干燥、煅烧得到BaTiO3，

(1)碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水、二氧化碳；

(2)TiCl4可发生水解反应；

(3)加入H2C2O4溶液生成草酸氧钛钡晶体，同时生成HCl可循环使用；可用硝酸银检验沉淀是否洗涤干净；

(4)BaTiO(C2O4)2•4H2O煅烧，发生分解反应，生成高温下的气体产物有CO、CO2、H2O(g)；

(5)根据Ksp(BaSO4)计算饱和溶液中硫酸根离子的浓度，再根据平衡常数计算c(CO32﹣)。

(1)碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水、二氧化碳，离子反应为BaCO3+2H+＝Ba2++CO2↑+H2O；

(2)TiCl4可发生水解反应，则通常将TiCl4溶于浓盐酸，目的是抑制TiCl4的水解；

(3)加入H2C2O4溶液生成草酸氧钛钡晶体，反应为BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O＝BaTiO(C2O4)2•4H2O↓+6HCl，同时生成HCl(或盐酸)可循环使用，检验沉淀是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液少许，滴入硝酸酸化的硝酸银，若无沉淀生成，则说明晶体已经洗涤干净；

(4)BaTiO(C2O4)2•4H2O煅烧，发生分解反应，由元素守恒可知，生成高温下的气体产物有CO、CO2、H2O(g)；

(5)已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10﹣10，则饱和硫酸钡溶液中硫酸根离子的浓度c(SO42﹣)＝＝1.0×10﹣5mol/L，则c(CO32﹣)＝mol/L＝2.59×10﹣4mol/L。