Question

【題目】碳酸鑭咀嚼片是一種不含鈣和鋁的磷酸鹽結合劑，用于慢性腎衰患者高磷血癥的治療。碳酸鑭可由 LaCl3 為原料來制備，整個反應在較低的pH條件下進行，避免生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3]。

（1）化學興趣小組利用下列裝置在實驗室中用碳酸氫銨制備碳酸鑭。

①儀器 X 的名稱為________；檢驗裝置甲氣密性良好的方法是___________。

②實驗中 K1、 K2 打開的先后順序為________；為保證碳酸鑭的純度，實驗過程中需要注意的問題有____________。

（2）碳酸鈉或碳酸氫鈉與氯化鑭反應均可生成碳酸鑭。

①為了高磷血癥患者的安全，通常選用碳酸氫鈉溶液，過程中會發生兩個平行反應，其離子方程式為_______和____________。

②選擇碳酸氫鈉溶液制備碳酸鑭的優點是___________(任寫一條)。

③T℃時，碳酸鑭的溶解度為1.0×10-7 mol·L-1， HCO3-的電離平衡常數為 6.0×10-11。請計算反應 2LaCl3＋3NaHCO3La2(CO3)3↓＋3NaCl＋3HCl 的平衡常數 K=_________。

④利用手持技術測定溶液的 pH 從而監控反應過程，得到如圖曲線。請說明 bc 段變化的原因__________。

（3）碳酸鑭(式量為 458)質量分數的測定：準確稱取15.0g產品試樣，溶于10.0mL 稀鹽酸中，加入 10mLNH3-NH4Cl 緩沖溶液，加入 0.2g 紫脲酸銨混合指示劑，用 0.5 mol·L-1EDTA（Na2H2Y）標準溶液滴定至呈藍紫色（La3＋＋H2Y2－= LaY－＋2H＋），消耗 EDTA 溶液 60.00mL。則產品中碳酸鑭的質量分數 w=________。

Answer 1

【答案】 球形干燥管 關閉活塞 K1，向球形漏斗中加水至漏斗內外形成液面差，一段時間后，液面差保持不變，說明氣密性良好 先打開 K2 再打開 K1 控制氨氣(或CO2)通入量 2La2+ +3HCO3- = La 2(CO3)3+3H+ H++HCO3- =CO2+H2O 碳酸氫鈉堿性相對較弱，可防止生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3] 200 La3+完全沉淀， 再滴入碳酸氫鈉，水解使溶液的堿性增強，pH發生突躍 91.6％

【解析】（1）①儀器 X 的名稱為球形干燥管；檢驗裝置甲氣密性良好的方法是關閉活塞 K1，向球形漏斗中加水至漏斗內外形成液面差，一段時間后，液面差保持不變，說明氣密性良好；②氨氣是極易溶于水的氣體，先通氨氣，在堿性條件下再通入二氧化碳，溶解的量較大，故實驗中先打開 K2 再打開 K1；為保證碳酸鑭的純度，實驗過程中需要控制氨氣(或CO2)通入量；（2）①碳酸氫鈉分別與和La2+、H+反應，過程中會發生兩個平行反應的離子方程式為2La2+ +3HCO3- = La 2(CO3)3+3H+和H++HCO3- =CO2+H2O；②選擇碳酸氫鈉溶液制備碳酸鑭的優點是碳酸氫鈉堿性相對較弱，可防止生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3]；③2LaCl3＋3NaHCO3La2(CO3)3↓＋3NaCl＋3HCl 的離子反應方程式為2La2+ +3HCO3- = La 2(CO3)3↓+3H+，T℃時，碳酸鑭的溶解度為1.0×10-7 mol·L-1，則飽和溶液中c(La2+)=2c[La 2(CO3)3]= 2.0×10-7 mol·L-1，c(CO32-)=3c[La 2(CO3)3]= 3.0×10-7 mol·L-1，Ksp[La 2(CO3)3]= c2(La2+) c3(CO32-)=(2.0×10-7 mol·L-1)2×(3.0×10-7 mol·L-1)3=1.08×10-33，HCO3-的電離平衡常數為 6.0×10-11，則反應的平衡常數 K=；④利用手持技術測定溶液的 pH 從而監控反應過程，La3+完全沉淀， 再滴入碳酸氫鈉，水解使溶液的堿性增強，pH發生突躍，bc 段變化如圖曲線；（3）滴定時消耗 EDTA 溶液的物質的量為60.00mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.03mol，根據反應La3＋＋H2Y2－= LaY－＋2H＋可知，產品中碳酸鑭的質量分數 w=。