Question

11．納米碳酸鋇是一種重要的無機化工產(chǎn)品，如圖是某廠生產(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，若在實驗室中進行該實驗，操作1和操作2的名稱是過濾，該實驗中玻璃棒的作用過濾．
（2）該工藝中生成碳酸鋇固體的反應(yīng)方程式為：
BaCl₂+CO₂+2KOH=BaCO₃+2KCl+H₂O，請完成并配平該方程式．
（3）操作3為洗滌、檢驗和干燥，洗滌的作用是防止固體中混有KCl等可溶性物質(zhì)，檢驗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）
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2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O．根據(jù)此原理該同學(xué)設(shè)計出如下方案制備：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）根據(jù)碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳，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是鹽酸，根據(jù)操作后得到溶液和固體，利用過濾操作的特點，可以判斷操作1、2均為過濾，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，操作3為洗滌、檢驗和干燥，洗滌的作用防止固體中混有KCl等可溶性物質(zhì)，檢驗洗滌是否干凈常選用試并根據(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洗滌干凈；
（4）根據(jù)可循環(huán)利用的物質(zhì)的特點：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)，并對物質(zhì)性質(zhì)進行物理性質(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）加入試劑A后得到了氯化鋇，依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳，所以試劑A的化學(xué)式為：HCl，過濾操作可以將固體和液體分離，經(jīng)過操作1、2后，得到了液體和固體，所以操作1和操作2的名稱是：過濾，玻璃棒在過濾操作中的作用是引流；
（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，然后進行烘干干燥；為檢驗洗滌干凈，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產(chǎn)生的二氧化碳氣體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，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，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）干燥；防止固體中混有KCl等可溶性物質(zhì)；AgNO₃；（4）CO₂；鉀肥；（5）A；C；（6）2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；過量

點評 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)運用知識分析問題、解決問題的能力．