Question

天青石主要用于制造碳酸锶(SrCO₃)以及生产电视机显像管玻璃等，其主要成分是SrSO₄，还含有少量BaSO₄。测定天青石中钡元素的含量可采用以下方法。

已知：①EDTA可与Sr²⁺、Cu²⁺形成配合物；

②BaCrO₄在盐酸中溶解，产生Cr₂O₇^2-；

③2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI；

④K_sp(CuS)=3.4×10^-36。

(1)高温焙烧时SrSO₄和BaSO₄被过量的焦炭还原为可溶性的SrS和BaS，写出SrSO₄与焦炭反应的化学反应方程式________，BaS的电子式为________。

(2)加入EDTA的目的是________________。

(3)过程③的离子反应方程式________________。

(4)若过程①和过程②未将洗涤液与滤液合并会导致测定Ba的含量________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(5)滴定时以________为指示剂，滴定终点观察到的现象________。

(6)加入CuCl₂，目的是将溶液中的S^2-沉淀完全，当溶液中c(Cu²⁺)为0.1mol/L时，溶液中c(S^2-)的浓度为________。

(7)该天青石中钡的质量分数为________%(保留一位小数)。

Answer

SrSO4+4CSrS+4CO↑ EDTA与Sr2+、Cu2+形成配合物，避免加入K2Cr2O7形成沉淀引起误差 Cr2O72-+2Ba2++H2O=2BaCrO4↓+2H+ 偏小 淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟不恢复 3.4×10-35 0.5%

【解析】

天青石与焦炭在高温焙烧的条件下，生成SrS、BaS；加入CuCl2溶液时，Cu2+与溶液中的S2-生成CuS沉淀；EDTA可与Sr2+、Cu2+形成配合物，可防止加入K2Cr2O7形成沉淀引起误差；溶液中的Ba2+与Cr2O72-发生反应生成BaCrO4；加入盐酸溶解并产生Cr2O72-；再与碘离子反应生成单质碘；再用硫酸硫酸钠滴定碘单质，测定含量。

(1)已知高温焙烧时SrSO4被过量的焦炭还原为可溶性的SrS，则反应的方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑，BaS为离子化合物，其电子式为。

(2)已知EDTA可与Sr2+、Cu2+形成配合物，加入EDTA的目的是EDTA与Sr2+、Cu2+形成配合物，避免加入K2Cr2O7形成沉淀引起误差。

(3)过程③中加入K2Cr2O7后产生BaCrO4，K2Cr2O7和BaCrO4中Cr的化合价均为价，此反应为非氧化还原反应，据此可写出反应方程式：Cr2O72-+2Ba2++H2O=2BaCrO4↓+2H+。

(4)若过程①和过程②未将洗涤液与滤液合并会使Ba2+损失而造成测定结果偏小。

(5)根据BaCrO4加盐酸产生了Cr2O72-加入Na2S2O3发生反应为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，可知Cr2O72-氧化碘离子变为碘单质，再用Na2S2O3滴定I2，故指示剂可选用淀粉指示溶液中I2的量来判断终点，终点变色即为由蓝色变为无色，且半分钟不恢复。

(6)根据Ksp(CuS)=3.4×10-36，将c(Cu2+)为0.1mol/L带入式子即可求得c(S2-)的浓度为3.4×10-35。

(7)Cr2O72-+2Ba2++H2O=2BaCrO4↓+2H+，Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++7H2O+3I2，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，可知n(Na2S2O3)=n(I2)=n(Cr2O72-)=n(Ba2+)，m(Ba)=cV×M(Ba)，，代数可得0.5%。