Question

2．已知：BaSO₄（s）+4C（s）$\stackrel{高溫}{→}$4CO（g）+BaS（s）．工業(yè)上以重晶石礦（主要成分BaSO₄，雜質(zhì)為Fe₂O₃、SiO₂）為原料，通過(guò)下列流程生產(chǎn)氯化鋇晶體（BaCl₂•nH₂O）．

回答下列問(wèn)題：
（1）不溶物A的化學(xué)式是SiO₂；若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行焙燒時(shí)，所產(chǎn)生的氣體的處理方法是c．
a．用NaOH溶液吸收     b．用濃硫酸吸收      c．點(diǎn)燃
（2）用單位體積溶液中所含的溶質(zhì)質(zhì)量數(shù)來(lái)表示的濃度叫質(zhì)量-體積濃度，可以用g/L表示，現(xiàn)用38%的濃鹽酸配制含溶質(zhì)109.5g/L的稀鹽酸500mL，所需要的玻璃儀器除了玻璃棒還有燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管．
（3）沉淀反應(yīng)中所加的試劑R可以是下列試劑中的b．
a．NaOH溶液    b．BaO固體   c．氨水     d．生石灰
證明沉淀已經(jīng)完全的方法是取上層清液于小試管中，滴入氫氧化鈉溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明沉淀完全．
（4）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)品氯化鋇晶體（BaCl₂•nH₂O）中的n值，完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱(chēng)量樣品 ②加熱 ③置于干燥器（填儀器名稱(chēng)）中冷卻 ④稱(chēng)量 ⑤恒重操作．
恒重操作是指再進(jìn)行加熱、冷卻、稱(chēng)量，直到連續(xù)兩次稱(chēng)量的結(jié)果相差不超過(guò)0.001g為止；
第③步物品之所以放在該儀器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因是防止冷卻過(guò)程中吸收空氣中的水分，造成實(shí)驗(yàn)誤差．
（5）將重晶石礦與碳以及氯化鈣共同焙燒，可以直接得到氯化鋇，該反應(yīng)的化學(xué)方程為BaSO₄+4C+CaCl₂$\stackrel{高溫}{→}$4CO+CaS+BaCl₂．請(qǐng)你完善下列從焙燒后的固體中分離得到氯化鋇晶體的實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)（已知硫化鈣不溶于水，易溶于鹽酸）．

Answer 1

分析 根據(jù)題中工業(yè)流程，重晶石礦（主要成分BaSO₄，雜質(zhì)為Fe₂O₃、SiO₂）與碳在焙燒的條件下得BaS、Fe，SiO₂不反應(yīng)，用鹽酸酸溶后，BaS與鹽酸反應(yīng)得硫化氫和氯化鋇，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氫氣和氯化亞鐵，SiO₂不溶，不溶物A應(yīng)為SiO₂，由于流程最后要得到氯化鋇晶體，所以沉淀反應(yīng)中加入的試劑R可以為氧化鋇或氫氧化鋇等，沉淀物B應(yīng)為氫氧化鐵，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等操作可得氯化鋇晶體，
（1）根據(jù)流程分析A的成分，焙燒得到氣體為一氧化碳；
（2）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作可以確定所需要的儀器；
（3）試劑R的作用是將鐵離子沉淀掉，且不引入新的雜質(zhì)；沉淀反應(yīng)主要是將鐵離子沉淀完全；
（4）將BaCl₂•nH₂O充分加熱失去結(jié)晶水，根據(jù)加熱前后固體物質(zhì)的質(zhì)量可以確定n值；根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)恒重的要求答題；空氣中有水份，對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響；
（5）重晶石礦與碳以及氯化鈣共同焙燒，可以直接得到氯化鋇，由于硫化鈣不溶于水，所以將焙燒得的固體直接溶于水，過(guò)濾除去固體雜質(zhì)，可以得到氯化鋇溶液，為了溶解充分可以用熱水，濾液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥可得氯化鋇晶體；

解答 解：根據(jù)題中工業(yè)流程，重晶石礦（主要成分BaSO₄，雜質(zhì)為Fe₂O₃、SiO₂）與碳在焙燒的條件下得BaS、Fe，SiO₂不反應(yīng)，用鹽酸酸溶后，BaS與鹽酸反應(yīng)得硫化氫和氯化鋇，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氫氣和氯化亞鐵，SiO₂不溶，不溶物A應(yīng)為SiO₂，由于流程最后要得到氯化鋇晶體，所以沉淀反應(yīng)中加入的試劑R可以為氧化鋇或氫氧化鋇等，沉淀物B應(yīng)為氫氧化鐵，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等操作可得氯化鋇晶體，
（1）根據(jù)流程分析A的成分為C和SiO₂，焙燒得到氣體為一氧化碳，可以用點(diǎn)燃的方法進(jìn)行處理，故選c，
故答案為：SiO₂；c；
（2）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作可知所需要的玻璃儀器為玻璃棒、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）試劑R的作用是將鐵離子沉淀掉，且不引入新的雜質(zhì)，試劑R可以為氧化鋇，證明沉淀已經(jīng)完全的方法是取上層清液于小試管中，滴入氫氧化鈉溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明沉淀完全，
故選b；取上層清液于小試管中，滴入氫氧化鈉溶液，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明沉淀完全；
（4）將BaCl₂•nH₂O充分加熱失去結(jié)晶水，根據(jù)加熱前后固體物質(zhì)的質(zhì)量可以確定n值，所以實(shí)驗(yàn)步驟為①稱(chēng)量樣品 ②加熱 ③置于干燥器中冷卻 ④稱(chēng)量 ⑤恒重操作，恒重操作是指再進(jìn)行加熱、冷卻、稱(chēng)量，直到連續(xù)兩次稱(chēng)量的結(jié)果相差不超過(guò)0.001g為止，第③步物品之所以放在干燥器中冷卻的原因是防止冷卻過(guò)程中吸收空氣中的水分，造成實(shí)驗(yàn)誤差，
故答案為：加熱；干燥器；再進(jìn)行加熱、冷卻、稱(chēng)量，直到連續(xù)兩次稱(chēng)量的結(jié)果相差不超過(guò)0.001g為止；防止冷卻過(guò)程中吸收空氣中的水分，造成實(shí)驗(yàn)誤差；
（5）重晶石礦與碳以及氯化鈣共同焙燒，可以直接得到氯化鋇，由于硫化鈣不溶于水，所以將焙燒得的固體直接溶于水，過(guò)濾除去固體雜質(zhì)，可以得到氯化鋇溶液，為了溶解充分可以用熱水，濾液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥可得氯化鋇晶體，
故答案為：熱水浸�。徽舭l(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；過(guò)濾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生在“工藝流程閱讀、相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、化學(xué)反應(yīng)條件控制的原理、生產(chǎn)流程的作用”等方面對(duì)元素化合物性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系的理解和應(yīng)用程度，考查學(xué)生對(duì)新信息的處理能力，題目難度中等．