Question

13．鈦酸鋇（BaTiO₃）也稱“偏鈦酸鋇”，是電子陶瓷材料的重要基礎原料，被譽為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”．工業(yè)制備鈦酸鋇粉體的很多．如圖是“草酸鹽共沉淀法”制備鈦酸鋇粉體的前驅體--草酸氧鈦鋇[BaTiO（C₂O₄）₄•4H₂O]晶體（BTO），再將其煅燒分解制備鈦酸鋇粉體的基本工藝流程：
（1）沉淀時，加入的H₂C₂O₄溶液需要加熱到85℃左右，同時不斷攪拌，其目的是提高反應速率．物質X是HCl．
（2）工業(yè)上，TiCl₄是以鈦鐵礦（FeTiO₃）或金紅石（TiO₂）為原料，與焦炭混合，通人氯氣并加熱到900℃制取的．已知反應過程中焦炭被氧化為CO，試寫出以鈦鐵礦為原料制取TiCl₄的化學方程式：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃．配制TiCl₄溶液時，通常是將TiCl₄溶于濃鹽酸，然后再加水稀釋，其目的是抑制Ti⁴⁺水解．
（3）BTO經蒸餾水多次洗滌后，判斷其已洗滌干凈的實驗操作和現象是取最后一次洗滌液，先進入硝酸，再進入硝酸銀溶液，沒有白色沉淀生成，說明洗滌干凈，煅燒時，BTO分解的化學方程式為BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaTiO₃+2CO↑+2CO₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 碳酸鋇與鹽酸反應生成氯化鋇，然后氯化鋇與四氯化碳、草酸反應生成BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O，同時得到為HCl，HCl再循環(huán)利用，經過過濾、洗滌、干燥、煅燒得到BaTiO₃．
（1）攪拌增大固體的接觸面積，可提高反應速率；物質X為HCl；
（2）FeTiO₃與焦炭、氯氣反應得到CO、TiCl₄，氯氣具有強氧化性，還生成氯化鐵；TiCl₄在水溶液中發(fā)生水解；
（3）BTO表面會附著HCl等，用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗最后一次洗滌液中是否含有氯離子進行判斷；
BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O煅燒，發(fā)生分解反應生成BaTiO₃，草酸根會分解為CO、CO₂，還有H₂O（g）生成．

解答 解：碳酸鋇與鹽酸反應生成氯化鋇，然后氯化鋇與四氯化碳、草酸反應生成BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O，同時得到為HCl，HCl再循環(huán)利用，經過過濾、洗滌、干燥、煅燒得到BaTiO₃．
（1）攪拌增大固體的接觸面積，可提高反應速率；物質X為HCl，
故答案為：提高反應速率；HCl；
（2）FeTiO₃與焦炭、氯氣反應得到CO、TiCl₄，氯氣具有強氧化性，還生成氯化鐵，反應方程式為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃，制TiCl₄溶液時，通常是將TiCl₄溶于濃鹽酸，然后再加水稀釋，其目的是：抑制Ti⁴⁺水解，
故答案為：2FeTiO₃+6C+7Cl₂$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$6CO+2TiCl₄+2FeCl₃；抑制Ti⁴⁺水解；
（3）BTO表面會附著HCl等，BTO經蒸餾水多次洗滌后，判斷其已洗滌干凈的實驗操作和現象是：取最后一次洗滌液，先進入硝酸，再進入硝酸銀溶液，沒有白色沉淀生成，說明洗滌干凈，
BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O煅燒，發(fā)生分解反應生成BaTiO₃，草酸根會分解為CO、CO₂，還有H₂O（g）生成，反應方程式為：BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaTiO₃+2CO↑+2CO₂↑+4H₂O，
故答案為：取最后一次洗滌液，先進入硝酸，再進入硝酸銀溶液，沒有白色沉淀生成，說明洗滌干凈；BaTiO（C₂O₄）₂•4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaTiO₃+2CO↑+2CO₂↑+4H₂O．

點評 本題考查物質制備工藝流程，涉及對操作的分析評價、離子檢驗、對信息獲取與應用等，側重對化學用語的考查，熟練掌握元素化合物知識，題目難度中等．