Question

14．納米碳酸鋇是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，如圖是生產(chǎn)納米碳酸鋇的工藝流程．請回答下列問題：

（1）操作1用到玻璃棒，此時玻璃棒的作用為引流．
（2）操作2所得主要副產(chǎn)物為KCl（填化學(xué)式），操作3為洗滌、檢驗和烘干，檢驗洗滌是否干凈可選用試劑為AgNO₃（填化學(xué)式）溶液．
（3）上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是CO₂．
（4）資料：二氧化硅難溶于水，但可以和氫氧化鈉、氫氟酸等物質(zhì)反應(yīng)．某同學(xué)根據(jù)資料重新設(shè)計方案提純碳酸鋇：取碳酸鋇和二氧化硅混合物，滴加足量的B（從下列選項中選擇）過濾，洗滌，烘干得碳酸鋇固體．A．蒸餾水 B．氫氧化鈉溶液 C．氫氟酸溶液
（5）含二氧化硅的碳酸鋇樣品40g與169.4g稀鹽酸置于燒杯中（二氧化硅和稀鹽酸不反應(yīng)），恰好完全反應(yīng)，燒杯內(nèi)剩余物的總質(zhì)量為200.6g，試計算：①由質(zhì)量守恒定律可知：生成二氧化碳8.8g；②樣品中碳酸鋇的質(zhì)量；③反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)操作后得到溶液與固體，利用過濾操作的特點，可判斷操作1為過濾操作，并說明過濾操作中玻璃棒的作用；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律結(jié)合反應(yīng)分析反應(yīng)的產(chǎn)物，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；
（3）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)；
（4）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)，并結(jié)合除雜的操作方法，分析選擇的試劑；
（5）根據(jù)碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)的質(zhì)量差分析二氧化碳的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行計算．

解答 解：（1）過濾操作可以將固體和液體分離，經(jīng)過操作1后，得到了液體和固體，所以操作1的名稱是：過濾，玻璃棒在過濾操作中的作用是引流；故填：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；因此副產(chǎn)物是氯化鉀；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；故填：KCl；AgNO₃；
（3）在向碳酸鋇中加入稀鹽酸時產(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，故填：CO₂；
（4）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．
故填：B；
（5）解：分析題干給出的數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可得產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為：40g+169.4g-200.6g=8.8g，
設(shè)產(chǎn)品中碳酸鋇的質(zhì)量x，生成氯化鋇的質(zhì)量為y
BaCO₃+2HCl=BaCl₂+H₂O+CO₂↑
197         208      44
x            y       8.8g
$\frac{197}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$  x=39.4g
$\frac{208}{y}$=$\frac{44}{8.8g}$  y=41.6g
因此所得溶液中氯化鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{41.6g}{39.4g+169.4g-8.8g}$×100%=20.8%
故答案為：①8.8g；②39.4g；③20.8%．

點評 本題屬于信息題的考查，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．