Question

某矿石的主要成分是BaCO₃(含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等杂质)。实验室利用该矿石制备BaCl₂·2H₂O的流程如图：

(1)用稀盐酸浸取前需充分研磨矿石，目的是__。

(2)加入NH₃·H₂O调节pH=8可除去__(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含__(填化学式)。

	Ca^2+	Mg^2+	Fe^3+
开始沉淀时的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀时的pH	13.9	11.1	3.2

(3)要使Ca²⁺完全沉淀，应控制溶液中的的浓度不低于__mol/L(离子浓度小于1×10^-5mol/L时，认为沉淀就达完全)；同时加入H₂C₂O₄时又应避免过量，原因是__。(已知：K_SP(BaC₂O₄=1.6×10^-7，K_SP(CaC₂O₄=2.3×10^-9)。

(4)利用氧化还原滴定法可测定H₂C₂O₄的浓度，取20.00mLH₂C₂O₄溶液于锥形瓶中，用0.10mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，KMnO₄溶液应装在__(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)中。写出反应的离子方程式为__。滴定终点的现象为__。若滴定达到终点时，消耗KMnO₄溶液30.00mL，则H₂C₂O₄溶液的浓度为__mol/L。

Answer

增大接触面积，加快反应效率 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 2.3×10-4 过量的H2C2O4要结合Ba2+生成BaC2O4沉淀，降低BaCl2·2H2O产率 酸式滴定管 6H++2+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O 滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，半分钟无变化 0.375

【解析】

矿石的主要成分是BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)，加入15%的盐酸反应生成氯化钡、氯化钙、氯化铁、氯化镁，根据离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH值，加入氨水调节pH值，主要除掉铁离子，加入NaOH溶液调节pH=12.5，主要沉淀镁离子和少量钙离子，加入草酸，主要沉淀钙离子，但不能加入过量草酸，过量草酸会沉淀部分的钡离子，导致氯化钡的产率降低。

(1)用稀盐酸浸取前需充分研磨矿石，目的是增大接触面积，加快反应效率；故答案为：增大接触面积，加快反应效率。

(2)根据离子开始沉淀时的pH值和完全沉淀时的pH值，得到加入NH3·H2O调节pH=8可除去Fe3+，滤渣Ⅱ是pH =12.5时完全沉淀了Mg2+，部分沉淀了Ca2+，因此滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；故答案为：Fe3+；Mg(OH)2、Ca(OH)2。

(3)要使Ca2+完全沉淀，，，因此应控制溶液中的的浓度不低于2.3×10−4mol∙L−1；同时加入H2C2O4时又应避免过量，原因是过量的H2C2O4要结合Ba2+生成BaC2O4沉淀，降低BaCl2·2H2O产率；故答案为：过量的H2C2O4要结合Ba2+生成BaC2O4沉淀，降低BaCl2·2H2O产率。

(4)利用氧化还原滴定法可测定H2C2O4的浓度，取20.00mLH2C2O4溶液于锥形瓶中，用0.10 mol∙L−1酸性KMnO4溶液滴定，KMnO4溶液是强氧化性溶液，会腐蚀橡皮管，因此应装在酸式滴定管中。高锰酸钾和草酸，在酸性条件下反应生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为6H++2+5H2C2O4=10CO2↑+ 2Mn2++ 8H2O。滴定终点的现象为滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，半分钟无变化。若滴定达到终点时，消耗KMnO4溶液30.00mL，根据2～5H2C2O4，得到n(H2C2O4)=2.5n()=2.5×0.10 mol∙L−1×0.03L=7.5×10−3mol，则H2C2O4溶液的浓度为；故答案为：6H++2+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O；滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成浅紫色，半分钟无变化；0.375。