钛酸钡(BaTiO3)是电子陶瓷器件的重要基础原料。工业上以钛精矿(主要成分为TiO2)和...

钛酸钡(BaTiO3)是电子陶瓷器件的重要基础原料。工业上以钛精矿(主要成分为TiO2)和BaCl2为主要原料制备钛酸钡粉体的工艺流程如下：

已知：①TiCl4水解生成H2TiO3沉淀；

②水溶液中含碳微粒随pH的分布如图所示。

(1) “氯化”在800 ℃时进行，其反应的化学方程式为________。

(2) “共沉淀”时，需控制溶液pH为10～11，其原因是：①___________；② ________。

(3) “滤液”中溶质的主要成分为________(填化学式)。过滤得到的固体通常用一定浓度的NH4HCO3溶液进行洗涤，其主要原因是___________。

(4) “煅烧”得到的钛酸钡粉体中钡钛质量比，钛酸钡粉体中可能含有的杂质为____________(填化学式)。

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钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业上以TiCl4、BaCO3、H2C2O4等物质为原料制备草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，再高温煅烧制得钛酸钡粉体。请回答下列问题：

(1)基态Ti原子的价电子排布图为__，同周期元素中，基态原子未成对电子数与Ti相同的元素有___(填元素符号)。

(2)第IIA族(碱土金属)元素的原子序数、原子半径、第一电离势(从元素的气态基态原子中将一个电子移至无穷远处时所需做的功)如下表所示。

①由上表数据可知，相邻元素原子半径差值∆r(Be-Mg)、∆r(Mg-Ca)明显大于∆r(Ca-Sr)、∆r(Sr-Ba)，试解释其原因__。

②由上表数据可知，随原子序数的递增，第IIA族元素的第一电离势依次减小，试解释其原因__。

(3)已知草酸分子的结构简式为。

①草酸分子中，碳原子的杂化方式为__。

②由此结构简式可预测草酸__(填“难溶”“微溶”或“易溶”)于水和乙醇。

③已知草酸和液溴的相关数据如下，草酸熔点高于液溴的原因是__。

(4)设NA是阿伏加德罗常数的值，已知钛酸钡的立方晶胞结构如图所示，晶胞中Ti原子的配位数为__，其晶胞参数约为apm，钛酸钡晶体的密度ρ=__g.cm-3。(列式即可)

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钛酸钡(BaTiO3)作为著名的铁电和压电材料，因其优异电性能和低污染性受到人们重视，也是目前制备无铅压电陶瓷的重要候选材料。某工厂以重晶石(主要含BaSO4)为原料，生产钛酸钡的工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）酸浸时将BaCO3研成粉末并适当增大盐酸浓度，是为了___；常温下，TiCl4为液体且极易水解，配制一定浓度的TiCl4溶液的方法是__。

（2）用Na2CO3溶液浸泡重晶石(假设杂质不与Na2CO3反应)，能将BaSO4转化为BaCO3，此反应的平衡常数K=__(填写计算结果)；若不考虑CO32-的水解，要使2.33gBaSO4恰好完全转化为BaCO3，则至少需要浓度为1.0mol·L-1Na2CO3溶液__mL。(已知：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ksp(BaCO3)=5.0×10-9)

（3）流程中“滤液"的主要成分为__；隔绝空气煅烧草酸氧钛钡晶体得到钛酸钡粉体和混合气态产物，试写出反应的化学方程式：__。

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钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，其制备工艺流程图如下：

(l)草酸中碳元素的化合价为_____。

(2)为提高BaCO3的酸浸速率，可采取的措施为_____ （写出一条）。

(3)“混合溶液”环节，钛元素在不同pH下主要以TiOC2O4、TiO(C2O4)22-、和TiO(OH)+三种形式存在，如图所示。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.5～3之间，再进行“沉淀”，则上图中曲线a对应钛的形式为________（填化学式）：写出“沉淀”时的离子方程式：__________。

(4)草酸氧钛钡晶体经蒸馏水数次洗涤后，证明它已被洗涤干净的实验方案____________。

(5)工业上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制备：

①先将金红石(TiO2)与过量焦炭混合，再通人Cl2并加热到900℃制取TiCl4。请写出该法制取TiCl4的化学方程式：__________________________________。

②BaCO3是将重晶石（主要成分为BaSO4）浸泡在Na2CO3溶液中足够长时间来制备。请问Na2CO3溶液的浓度至少要大于______ mol·L-1才能开始转化。(已知常温下：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10(mol·L-1)2，Ksp(BaCO3) =2.58×10-9(mol·L-1)2，忽略CO32-的水解）。

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钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，其制备工艺流程如下图所示：

(1)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种，它们均极易与水发生反应。写出MgC2发生水解反应的化学方程式：_____；Mg2C3的电子式为_____。

(2)“混合溶液”环节，钛元素在不同pH下主要以种形式存在，如上图所示。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.5～3之间，再进行“沉淀”，则上图中曲线a对应钛的形式为______填化学符号）；写出“沉淀”时的离子方程式：_____。

(3)草酸氧钛钡晶体经蒸馏水数次洗涤后，证明它已被洗涤干净的实验方案为_____。

(4)工业上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制备：

①先将金红石(TiO2)与过量焦炭混合，再通入Cl2)并加热到900℃制取TiCl4。请写出该法制备TiCl4的化学方程式：_____。

②BaCO3是将重晶石（主要成分为BaSO4）浸泡在Na2C03溶液中足够长时间来制备。请问Na2CO3溶液的浓度至少要大于_____mol/L才能开始转化。（已知常温下： ，略CO32-的水解）。

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（12分）钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为　　　　　　　　　　　　 （任答一点）。

（2）配制TiCl4溶液时，通常将TiCl4溶于浓盐酸，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　　　　 。

（4）煅烧得到BaTiO3的同时，生成高温下的气体产物有CO、　　 和　　　 。

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（12分）钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为　　　　　　　　　　　　 （任答一点）。

（2）配制TiCl4溶液时，通常将TiCl4溶于浓盐酸，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　　　　 。

（4）煅烧得到BaTiO3的同时，生成高温下的气体产物有CO、　　 和　　　 。

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钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　 ；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为　　　　　　　　 　　　 　　　　 （任答一点）。

（2）配制TiCl4溶液时，通常将TiCl4溶于浓盐酸，目的是　　　　 　 　　　　　　 。

（3）加入H2C2O4溶液时，发生反应的化学方程式　　　　　　　 ；可循环使用的物质X是　　 　　　　　　　　　 。

（4）煅烧得到BaTiO3的同时，生成高温下的气体产物有CO、　 　　　　　 　 和　　 　　　 　　 　 。

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钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO（C2O4）2·4H2O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为______________________________；为提高BaCO3的酸浸率，可采取的措施为___________________（任答一点）。

（2）配制TiCl4溶液时，通常将TiCl4溶于浓盐酸，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______。

（4）煅烧得到BaTiO3的同时，生成高温下的气体产物有CO、____和_____。

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二氧化钛是目前使用最广泛的白色颜料。工业上，以钛铁矿（主要成分为钛酸亚铁[FeTiO3]，含有少量SiO2杂质）为原料制备二氧化钛的过程如下图所示。

已知：①超过70℃TiO2+易水解；低于0℃ FeSO4·7H2O大量结晶。

②钛的化合价主要有+4价和+3价，其中Ti3+（紫黑色）还原性比Fe2+强

③有关氢氧化物开始沉淀的pH如下:

根据相关信息回答下列问题；

（1）酸浸过程选用的酸是__________。

（2）步骤①中生成Fe2+和TiO2+的化学反应方程式为__________。

（3）以下相关描述正确的是__________。

A 步骤②中加入铁粉，在防止Fe2+转化成Fe3+的同时也将部分TiO2+氧化成了Ti3+

B 步骤③中的降温结晶过程可以选择冰水混合物

C ③中发生了反应Fe3++ Ti3++H2O== Fe2++ TiO2++2H+

D 废液成分中有硫酸，可以循环利用

（4）步④中生成Ti（OH）4的离子方程式为__________，选择的pH范围是__________。

（5）证明步骤④中Ti （OH）4固体已经洗涤干净的方法是__________。

（6）钛酸锂（Li4Ti5O12）是一种理想型嵌入材料，插入与脱嵌对材料结构几乎没影响。某新型钛酸锂电池总反应式为：LiXO2（s）+Li4Ti5O12（s）=Li1-aXO2+Li4+aTi5O12（s），则其负极反应式为__________。

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