Question

毒重石的主要成分BaCO₃(含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl₂•2H₂O的流程如下：

(1)写出“浸取”环节发生的主要离子方程式______。实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的______。(双选，填选项字母)

a．烧杯    b．容量瓶    c．滴定管      d．玻璃棒

(2)下图是一些难溶氢氧化物在不同pH下的沉淀一溶解图

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

①滤渣I中含 _____(填化学式)。再加入NaOH调节pH=12.5可除去______(填离子符号)

②加入H₂C₂O₄应避免过量的原因是________

(3)25℃， H₂C₂O₄的电离平衡常数如下： 

H2C2O4

Ka1=5.36×10^-2

Ka2=5.35×10^-5

①HC₂O₄^-的电离平衡常数表达式  K_a2=__________

②NaHC₂O₄溶液呈_______(酸性、碱性、中性)

Answer

BaCO3 + 2H+ == Ba2+ + CO2 ↑+ H2O AD Fe(OH)3 Mg2+ 、Ca2+ H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产量减少 Ka2= 酸性

【解析】

（1）制备BaCl2•2H2O的流程：毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)，加盐酸溶解，碳酸钡和盐酸反应：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，加入氨水，调pH为8，Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，只有Fe3+完全沉淀，滤渣1为Fe(OH)3，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，加入氢氧化钠调节pH=12.5，Ca2+完全沉淀时的pH为13.9，Mg2+完全沉淀时的pH为11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；溶液中主要含Ca2+、Ba2+，加入H2C2O4，得到CaC2O4沉淀，除去Ca2+，蒸发浓缩冷却结晶得到BaCl2•2H2O，

（2）根据流程图和表中数据分析加入NH3•H2O调节pH=8可除去Fe3+，加入NaOH调pH=12.5，可完全除去Mg2+，除去部分Ca2+，滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；加入过量H2C2O4，易发生Ba2++H2C2O4═BaC2O4↓+2H+，产品的产量减少；

（3）①HC2O4-溶液中存在电离平衡，结合电离平衡方程式书写电离平衡常数的表达式；

②比较HC2O4-的电离常数和水解常数，判断其溶液的酸碱性。

（1）用15%的盐酸浸取时，毒重石的主要成分BaCO3溶解BaCO3+ 2H+== Ba2++ CO2↑+ H2O。用37%的盐酸配置15%的盐酸，先后使用的仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒，故选AD，故答案为：BaCO3+ 2H+== Ba2++ CO2↑ + H2O；AD；

（2）①根据沉淀溶解图，pH在3.3～9.2之间，Fe2+完全沉淀，而Mg2+、Ca2+不会沉淀。用氨水调节pH=8时，滤渣I为Fe(OH)3，同理，再加入NaOH调节pH=12.5时Mg2+完全沉淀，而Ca2+部分沉淀，故答案为：Fe(OH)3；Mg2+、Ca2+；

②加入H2C2O4是为了除去溶液中剩余的Ca2+，因BaC2O4难溶于水，H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产品BaCl2•2H2O产量减少；故答案为：H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产量减少；

（3） ①HC2O4-的电离方程式为：HC2O4-H++ C2O42-，故表达式为Ka2=；

②HC2O4-的电离常数为Ka2=，HC2O4-的水解常数为Kh2==，故HC2O4-以电离为主，NaHC2O4溶液呈酸性，故答案为：酸性。