Question

26、納米碳酸鋇是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，下圖是某廠生產(chǎn)納米碳酸鋇的工藝流程．請回答下列問題：
（1）試劑A的化學(xué)式

HCl

，若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，操作1和操作2的名稱是

過濾

，該實(shí)驗(yàn)中玻璃棒的作用

引流

．
（2）該工藝中生成碳酸鋇固體的反應(yīng)方程式為：BaCl₂+

CO₂

+2KOH=BaCO₃+2

KCl

+

H₂O

，請完成并配平該方程式．
（3）操作3為洗滌、檢驗(yàn)和

烘干

，洗滌的作用是

除去沉淀表面可溶性雜質(zhì)或殘留濾渣表面濾液

，檢驗(yàn)洗滌是否干凈可選用試劑

AgNO₃

（寫化學(xué)式）．
（4）上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是

CO₂

，該流程中的副產(chǎn)物可用作

鉀肥

．（寫一種用途）
（5）分析該流程可得出SiO₂部分性質(zhì)，下列屬于其物理性質(zhì)

A

，化學(xué)性質(zhì)

C

．（填序號(hào)）
A．不溶于水      B．可溶于水    C．不與鹽酸反應(yīng)     D．能與鹽酸反應(yīng)
（6）某同學(xué)查閱資料得知，二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的硅酸鈉（Na₂SiO₃），該反應(yīng)的化學(xué)方程式

SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O

．根據(jù)此原理該同學(xué)設(shè)計(jì)出如下方案制備：
取碳酸鋇和二氧化硅混合物，滴加

過量

（填“少量”或“過量”）的氫氧化鈉溶液，過濾，洗滌，烘干得碳酸鋇固體．

Answer 1

分析：（1）碳酸鋇能與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水、二氧化碳，根據(jù)操作1后得到氯化鋇溶液，可推斷向混合物中所加的試劑A可為稀鹽酸；根據(jù)操作后得到溶液與固體，利用過濾操作的特點(diǎn)，可判斷操作1、2均為過濾操作，并說明過濾操作中玻璃棒的作用；
（2）利用二氧化碳與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水、碳酸鉀與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀，推斷向氯化鋇溶液中加入氫氧化鉀、通入二氧化碳后所發(fā)生的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)物質(zhì)的提純方法，為從反應(yīng)后的混合溶液中分離出碳酸鋇固體，應(yīng)通過過濾、洗滌與烘干操作，并根據(jù)氯化鉀與硝酸銀可產(chǎn)生白色氯化銀沉淀，可采取滴加硝酸銀的方法檢驗(yàn)洗滌干凈；
（4）根據(jù)可循環(huán)利用的物質(zhì)的特點(diǎn)：既是某反應(yīng)的生成物又是另外反應(yīng)的反應(yīng)物，利用流程圖判斷其中循環(huán)利用的物質(zhì)；根據(jù)流程中所發(fā)生的反應(yīng)，由氫氧化鉀、二氧化碳、氯化鋇間所發(fā)生的反應(yīng)，判斷副產(chǎn)物為碳酸鉀，結(jié)合該物質(zhì)的組成及性質(zhì)，舉例說明其用途；
（5）根據(jù)二氧化硅放入稀鹽酸中的變化情況，推斷二氧化硅的性質(zhì)，并對(duì)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)的區(qū)分；
（6）利用非金屬氧化物與堿溶液的反應(yīng)規(guī)律，判斷二氧化硅與氫氧化鈉的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；并結(jié)合除雜的操作方法，判斷過程中加入氫氧化鈉的量．

解答：解：（1）根據(jù)反應(yīng)后生成氯化鋇，由碳酸鋇能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水、二氧化碳，可判斷所加入的試劑A應(yīng)為稀鹽酸，溶質(zhì)的化學(xué)式為HCl；為從反應(yīng)后的氯化鋇溶液中除去二氧化硅固體，應(yīng)進(jìn)行過濾，過濾時(shí)需要使用玻璃棒進(jìn)行引流，防止直接傾倒而沖破濾紙；
（2）由流程圖可知向氯化鋇溶液中加入氫氧化鉀與二氧化碳，反應(yīng)后得到碳酸鋇沉淀，可知反應(yīng)的化學(xué)方程為BaCl₂+CO₂+2KOH═BaCO₃↓+2KCl+H₂O；
（3）為從反應(yīng)后的混合溶液中獲得純凈碳酸鋇，需要進(jìn)行過濾，過濾后洗滌沉淀表面殘留的溶液，以除去沉淀表面可溶性雜質(zhì)或殘留濾渣表面濾液，然后進(jìn)行烘干干燥；為檢驗(yàn)洗滌干凈，利用氯化鉀能與硝酸銀產(chǎn)生白色沉淀，可向洗滌后的溶液中滴加硝酸銀檢驗(yàn)洗滌后的溶液中不再含有氯化鉀，以證明洗滌干凈；
（4）在向碳酸鋇中加入稀鹽酸時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w可通入氯化鋇溶液中，與氫氧化鉀、氯化鋇的混合溶液發(fā)生反應(yīng)得到碳酸鋇，即二氧化碳在過程中可進(jìn)行循環(huán)利用，在此過程中生成的副產(chǎn)物碳酸鉀可提供作物生成所需的鉀元素，可用作鉀肥；
（5）在向碳酸鋇與二氧化硅的混合物中加入稀鹽酸時(shí)，二氧化硅既不溶于水又不能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)，可得知二氧化硅的物理性質(zhì)有不溶于水，化學(xué)性質(zhì)有不能與稀鹽酸反應(yīng)；
（6）二氧化硅為非金屬氧化物，根據(jù)這兩類物質(zhì)的反應(yīng)特點(diǎn)，可知反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；為除去碳酸鋇與二氧化硅中的二氧化硅，利用二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的硅酸鈉，可向混合物中加入過量氫氧化鈉溶液以完全除去二氧化硅，經(jīng)過過濾，洗滌，烘干得碳酸鋇固體．
故答案為：
（1）HCl，過濾，引流；
（2）CO₂，KCl，H₂O；
（3）烘干，除去沉淀表面可溶性雜質(zhì)或殘留濾渣表面濾液，AgNO₃；
（4）CO₂，鉀肥或鉀鹽；
（5）A，C；
（6）SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，過量．

點(diǎn)評(píng)：通過流程圖的分析，明確生產(chǎn)過程中所涉及的物質(zhì)性質(zhì)及變化規(guī)律，體現(xiàn)運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．