题目内容

11.碳酸钡广泛应用于显像管(CRT)、陶瓷、光学玻璃等行业.有一种碳酸盐矿石其主要成分为碳酸钡和碳酸钙,以此矿石为原料生产碳酸钡的流程如图所示.

【已知】:碳酸钡和碳酸钙具有相似的化学性质,高温下能分解成两种氧化物;氧化钡和氧化钙都能与水反应生成对应的氢氧化物,这两种氢氧化物均可以和二氧化碳反应.但氢氧化物溶解度有一定的差异,下表所示的是两种氢氧化物在不同温度下的溶解度.
温度/℃04080
Ca(OH)2溶解度/g0.1870.1410.094
Ba(OH)2溶解度/g1.678.22101.4
(1)矿石研磨成粉末的目的增大接触面积,充分反应
(2)以下相关说法正确的是AC.
A.焙烧炉中添加焦炭粉和热空气是为了维持炉内的高温状态
B.焙烧炉内只涉及分解反应
C.废渣需要经过洗涤才能弃渣,是为了保护环境,同时充分利用原料
(3)写出焙烧炉中含钡元素物质发生反应的化学方程式:BaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$BaO+CO2↑;
(4)除了水之外,进入分离池中的物质是Ba(OH)2和Ca(OH)2,请你推测分离池中操作②的方法是B(选填“A”或“B”).   A.降温,过滤;    B.加热,过滤
(5)写出由溶液B制取产品的化学方程式:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
(6)若此矿石原料50t,得到的产品质量为19.7t,则此矿石中钡元素的质量分数27.4%(写出计算过程)

分析 本题是酸碱盐的应用中的物质的制备,由题目给出的信息可知:
(1)考虑增大接触面积,充分反应;
(2)焙烧炉中添加焦炭粉和热空气是为了维持炉内的高温状态是正确的;废渣需要经过洗涤才能弃渣,是为了保护环境,同时充分利用原料是正确的;焙烧炉内涉及分解反应和化合反应,因此C是错误的.(3)焙烧炉中碳酸钡在高温的条件下生成氧化钡和二氧化碳,碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳;
(4)氧化钡和水反应生成氢氧化钡,氧化钙和水反应生成氢氧化钙;因此除了水之外,进入分离池中的物质是氢氧化钡和氢氧化钙;分离池中操作②的方法是:升温、过滤,因为氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小;
(5)由溶液B制取产品是二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和水;
(6)根据化学式、元素的质量分数,写出计算过程.

解答 解:(1)矿石研磨成粉末的目的增大接触面积,充分反应
(2)焙烧炉中添加焦炭粉和热空气是为了维持炉内的高温状态是正确的;废渣需要经过洗涤才能弃渣,是为了保护环境,同时充分利用原料是正确的;焙烧炉内涉及分解反应和化合反应,因此C是错误的;故答案为:AC;
(3)焙烧炉中碳酸钡在高温的条件下生成氧化钡和二氧化碳,故答案为:BaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$BaO+CO2↑;
(4)氧化钡和水反应生成氢氧化钡,氧化钙和水反应生成氢氧化钙;因此除了水之外,进入分离池中的物质是氢氧化钡和氢氧化钙;分离池中操作②的方法是:升温、过滤,因为氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小;故答案为:Ba(OH)2、Ca(OH)2,B.
(5)由溶液B制取产品是二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和水,故答案为:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
(6)因为得到的产品碳酸钡的质量为19.7t,故矿石中钡元素的质量为19.7t×$\frac{137}{137+12+16×3}×100%$=13.7t,故此矿石中钡元素的质量分数为$\frac{13.7t}{50t}×100%$=27.4%
故答案为:
(1)增大接触面积,充分反应;  (2)AC
(3)BaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$BaO+CO2↑;(4)Ba(OH)2、Ca(OH)2,B;
(5)Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;  (6)27.4%

点评 本考点属于实验题中的物质的制备题,综合性比较强,需要掌握酸碱盐的性质,还要掌握相互之间的反应规律和反应的条件.还要注意根据题目给出的信息判断属于哪一种类型,各有什么注意事项,要把握好.本考点主要出现在实验题中.

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