Question

14．纳米碳酸钡是一种重要的无机化工产品，如图是生产纳米碳酸钡的工艺流程．请回答下列问题：

（1）操作1用到玻璃棒，此时玻璃棒的作用为引流．
（2）操作2所得主要副产物为KCl（填化学式），操作3为洗涤、检验和烘干，检验洗涤是否干净可选用试剂为AgNO₃（填化学式）溶液．
（3）上述流程中可循环利用的物质是CO₂．
（4）资料：二氧化硅难溶于水，但可以和氢氧化钠、氢氟酸等物质反应．某同学根据资料重新设计方案提纯碳酸钡：取碳酸钡和二氧化硅混合物，滴加足量的B（从下列选项中选择）过滤，洗涤，烘干得碳酸钡固体．A．蒸馏水 B．氢氧化钠溶液 C．氢氟酸溶液
（5）含二氧化硅的碳酸钡样品40g与169.4g稀盐酸置于烧杯中（二氧化硅和稀盐酸不反应），恰好完全反应，烧杯内剩余物的总质量为200.6g，试计算：①由质量守恒定律可知：生成二氧化碳8.8g；②样品中碳酸钡的质量；③反应后所得溶液中溶质的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据操作后得到溶液与固体，利用过滤操作的特点，可判断操作1为过滤操作，并说明过滤操作中玻璃棒的作用；
（2）根据质量守恒定律结合反应分析反应的产物，并根据氯化钾与硝酸银可产生白色氯化银沉淀，可采取滴加硝酸银的方法检验洗涤干净；
（3）根据可循环利用的物质的特点：既是某反应的生成物又是另外反应的反应物，利用流程图判断其中循环利用的物质；
（4）利用非金属氧化物与碱溶液的反应规律，判断二氧化硅与氢氧化钠的反应，并结合除杂的操作方法，分析选择的试剂；
（5）根据碳酸钡和盐酸反应的质量差分析二氧化碳的质量结合化学方程式进行计算．

解答 解：（1）过滤操作可以将固体和液体分离，经过操作1后，得到了液体和固体，所以操作1的名称是：过滤，玻璃棒在过滤操作中的作用是引流；故填：引流；
（2）由流程图可知向氯化钡溶液中加入氢氧化钾与二氧化碳，反应后得到碳酸钡沉淀，可知反应的化学方程为BaCl₂+CO₂+2KOH═BaCO₃↓+2KCl+H₂O；因此副产物是氯化钾；为从反应后的混合溶液中获得纯净碳酸钡，需要进行过滤，过滤后洗涤沉淀表面残留的溶液，以除去沉淀表面可溶性杂质或残留滤渣表面滤液，然后进行烘干干燥；为检验洗涤干净，利用氯化钾能与硝酸银产生白色沉淀，可向洗涤后的溶液中滴加硝酸银检验洗涤后的溶液中不再含有氯化钾，以证明洗涤干净；故填：KCl；AgNO₃；
（3）在向碳酸钡中加入稀盐酸时产生的二氧化碳气体可通入氯化钡溶液中，与氢氧化钾、氯化钡的混合溶液发生反应得到碳酸钡，即二氧化碳在过程中可进行循环利用，故填：CO₂；
（4）二氧化硅为非金属氧化物，根据这两类物质的反应特点，可知反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；为除去碳酸钡与二氧化硅中的二氧化硅，利用二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的硅酸钠，可向混合物中加入过量氢氧化钠溶液以完全除去二氧化硅，经过过滤，洗涤，烘干得碳酸钡固体．
故填：B；
（5）解：分析题干给出的数据，根据质量守恒定律，可得产生二氧化碳的质量为：40g+169.4g-200.6g=8.8g，
设产品中碳酸钡的质量x，生成氯化钡的质量为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钡的质量分数=$\frac{41.6g}{39.4g+169.4g-8.8g}$×100%=20.8%
故答案为：①8.8g；②39.4g；③20.8%．

点评 本题属于信息题的考查，通过流程图的分析，明确生产过程中所涉及的物质性质及变化规律，体现运用知识分析问题、解决问题的能力．