Question

9．碳酸鋇廣泛應(yīng)用于顯像管（CRT）、陶瓷、光學(xué)玻璃等行業(yè)．有一種碳酸鹽礦石其主要成分為碳酸鋇和碳酸鈣，以此礦石為原料生產(chǎn)碳酸鋇的流程如圖所示：

【查閱資料】①碳酸鋇和碳酸鈣具有相似的化學(xué)性質(zhì)，高溫下能分解成兩種氧化物；氧化鋇和氧化鈣都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物，這兩種氫氧化物均可以和二氧化碳反應(yīng)．但氫氧化物溶解度有一定的差異，下表所示的是兩種氫氧化物在不同溫度下的溶解度．

溫度/℃	0	40	80
Ca（OH）2溶解度/g	0.187	0.141	0.094
Ba（OH）2溶解度/g	1.67	8.22	101.4

②碳酸鋇也能與稀鹽酸反應(yīng)，化學(xué)方程式：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
（1）礦石研磨成粉末的目的增大接觸面積，充分反應(yīng)；
（2）以下相關(guān)說(shuō)法正確的是AC；
A．焙燒爐中添加焦炭粉和熱空氣是為了維持爐內(nèi)的高溫狀態(tài)
B．焙燒爐內(nèi)只涉及分解反應(yīng)
C．廢渣需要經(jīng)過(guò)洗滌才能棄渣，是為了保護(hù)環(huán)境，同時(shí)充分利用原料
（3）寫出焙燒爐中碳酸鈣發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（4）除了水之外，進(jìn)入分離池中的物質(zhì)是Ba（OH）₂和Ca（OH）₂，請(qǐng)你推測(cè)分離池中操作②的方法是B（選填“A”或“B”）                     A．降溫，過(guò)濾；       B．加熱，過(guò)濾
（5）寫出由溶液B制取產(chǎn)品的化學(xué)方程式：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（6）為測(cè)定此礦石中碳酸鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，選礦石原料200g，制取純凈的碳酸鋇，再往其中加入200g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 7.3%稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，則該礦石原料中碳酸鋇的純度為多少？

Answer 1

分析 本題是酸堿鹽的應(yīng)用中的物質(zhì)的制備，由題目給出的信息可知：
（1）根據(jù)增大接觸面積，充分反應(yīng)進(jìn)行分析；
（2）焙燒爐中添加焦炭粉和熱空氣是為了維持爐內(nèi)的高溫狀態(tài)是正確的；廢渣需要經(jīng)過(guò)洗滌才能棄渣，是為了保護(hù)環(huán)境，同時(shí)充分利用原料是正確的；焙燒爐內(nèi)涉及分解反應(yīng)和化合反應(yīng)，因此B是錯(cuò)誤的；
（3）根據(jù)焙燒爐中碳酸鋇在高溫的條件下生成氧化鋇和二氧化碳，碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳進(jìn)行分析；
（4）氧化鋇和水反應(yīng)生成氫氧化鋇，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣；因此除了水之外，進(jìn)入分離池中的物質(zhì)是氫氧化鋇和氫氧化鈣；分離池中操作②的方法是：升溫、過(guò)濾，因?yàn)闅溲趸�鈣的溶解度隨溫度的升高而減��；
（5）由溶液B制取產(chǎn)品是二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇白色沉淀和水；
（6）根據(jù)碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳，依據(jù)鹽酸的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）礦石研磨成粉末的目的是：增大接觸面積，充分反應(yīng)；
（2）焙燒爐中添加焦炭粉和熱空氣是為了維持爐內(nèi)的高溫狀態(tài)是正確的；廢渣需要經(jīng)過(guò)洗滌才能棄渣，是為了保護(hù)環(huán)境，同時(shí)充分利用原料是正確的；焙燒爐內(nèi)涉及分解反應(yīng)和化合反應(yīng)，因此B是錯(cuò)誤的，故選：AC；
（3）焙燒爐中碳酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（4）氧化鋇和水反應(yīng)生成氫氧化鋇，氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣；因此除了水之外，進(jìn)入分離池中的物質(zhì)是氫氧化鋇和氫氧化鈣；分離池中操作②的方法是：升溫、過(guò)濾，因?yàn)闅溲趸�鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，故答案為：Ba（OH）₂、Ca（OH）₂，B．
（5）由溶液B制取產(chǎn)品是二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇白色沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（6）設(shè)該礦石原料中碳酸鋇的純度為x
   BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
    197    73
 200g×x 200g×7.3%
   $\frac{197}{200g×x}$=$\frac{73}{200g×7.3%}$
   x=19.7% 
故答案為：（1）增大接觸面積，充分反應(yīng)；
（2）AC；
（3）CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；
（4）Ba（OH）₂、Ca（OH）₂，B；
（5）Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（6）19.7%．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)屬于實(shí)驗(yàn)題中的物質(zhì)的制備題，綜合性比較強(qiáng)，需要掌握酸堿鹽的性質(zhì)，還要掌握相互之間的反應(yīng)規(guī)律和反應(yīng)的條件．還要注意根據(jù)題目給出的信息判斷屬于哪一種類型，各有什么注意事項(xiàng)，要把握好．