Question

納米碳酸鋇是一種重要的無機化工產品，下圖是某廠生產納米碳酸鋇的工藝流程．請回答下列問題：

（1）試劑A的化學式______，若在實驗室中進行該實驗，操作1和操作2的名稱是______，該實驗中玻璃棒的作用______．
（2）該工藝中生成碳酸鋇固體的反應方程式為：BaCl₂+______+2KOH=BaCO₃+2______+______，請完成并配平該方程式．
（3）操作3為洗滌、檢驗和______，洗滌的作用是______，檢驗洗滌是否干凈可選用試劑______（寫化學式）．
（4）上述流程中可循環利用的物質是______，該流程中的副產物可用作______．（寫一種用途）
（5）分析該流程可得出SiO₂部分性質，下列屬于其物理性質______，化學性質______．（填序號）
A．不溶于水      B．可溶于水    C．不與鹽酸反應     D．能與鹽酸反應
（6）某同學查閱資料得知，二氧化硅能與氫氧化鈉溶液反應生成可溶性的硅酸鈉（Na₂SiO₃），該反應的化學方程式______．根據此原理該同學設計出如下方案制備：
取碳酸鋇和二氧化硅混合物，滴加______（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

【答案】分析：（1）碳酸鋇能與稀鹽酸反應生成氯化鋇、水、二氧化碳，根據操作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、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生成碳酸鉀和水、碳酸鉀與氯化鋇反應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生的反應，寫出反應的化學方程式；
（3）根據物質的提純方法，為從反應后的混合溶液中分離出碳酸鋇固體，應通過過濾、洗滌與烘干操作，并根據氯化鉀與硝酸銀可產生白色氯化銀沉淀，可采取滴加硝酸銀的方法檢驗洗滌干凈；
（4）根據可循環利用的物質的特點：既是某反應的生成物又是另外反應的反應物，利用流程圖判斷其中循環利用的物質；根據流程中所發生的反應，由氫氧化鉀、二氧化碳、氯化鋇間所發生的反應，判斷副產物為碳酸鉀，結合該物質的組成及性質，舉例說明其用途；
（5）根據二氧化硅放入稀鹽酸中的變化情況，推斷二氧化硅的性質，并對物質性質進行物理性質與化學性質的區分；
（6）利用非金屬氧化物與堿溶液的反應規律，判斷二氧化硅與氫氧化鈉的反應，寫出反應的化學方程式；并結合除雜的操作方法，判斷過程中加入氫氧化鈉的量．
解答：解：（1）根據反應后生成氯化鋇，由碳酸鋇能與鹽酸反應生成氯化鋇、水、二氧化碳，可判斷所加入的試劑A應為稀鹽酸，溶質的化學式為HCl；為從反應后的氯化鋇溶液中除去二氧化硅固體，應進行過濾，過濾時需要使用玻璃棒進行引流，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，反應后得到碳酸鋇沉淀，可知反應的化學方程為BaCl₂+CO₂+2KOH═BaCO₃↓+2KCl+H₂O；
（3）為從反應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生反應得到碳酸鋇，即二氧化碳在過程中可進行循環利用，在此過程中生成的副產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生反應，可得知二氧化硅的物理性質有不溶于水，化學性質有不能與稀鹽酸反應；
（6）二氧化硅為非金屬氧化物，根據這兩類物質的反應特點，可知反應生成硅酸鈉和水，反應的化學方程式為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．
點評：通過流程圖的分析，明確生產過程中所涉及的物質性質及變化規律，體現運用知識分析問題、解決問題的能力．