Question

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

（1）试剂A的化学式HCl，若在实验室中进行该实验，操作1和操作2的名称是过滤，该实验中玻璃棒的作用过滤．
（2）该工艺中生成碳酸钡固体的反应方程式为：
BaCl₂+CO₂+2KOH=BaCO₃+2KCl+H₂O，请完成并配平该方程式．
（3）操作3为洗涤、检验和干燥，洗涤的作用是防止固体中混有KCl等可溶性物质，检验洗涤是否干净可选用试剂AgNO₃（写化学式）．
（4）上述流程中可循环利用的物质是CO₂，该流程中的副产物可用作钾肥．（写一种用途）
（5）分析该流程可得出SiO₂部分性质，下列属于其物理性质A，化学性质C．（填序号）
A．不溶于水      B．可溶于水    C．不与盐酸反应     D．能与盐酸反应
（6）某同学查阅资料得知，二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的硅酸钠（Na₂SiO₃），该反应的化学方程式2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O．根据此原理该同学设计出如下方案制备：取碳酸钡和二氧化硅混合物，滴加过量（填“少量”或“过量”）的氢氧化钠溶液，过滤，洗涤，烘干得碳酸钡固体．

Answer 1

分析 （1）根据碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，根据操作1后得到氯化钡溶液，可推断向混合物中所加的试剂是盐酸，根据操作后得到溶液和固体，利用过滤操作的特点，可以判断操作1、2均为过滤，并说明过滤操作中玻璃棒的作用；
（2）利用二氧化碳与氢氧化钾反应生成碳酸钾和水、碳酸钾与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾，推断向氯化钡溶液中加入氢氧化钾、通入二氧化碳后所发生的反应，写出反应的化学方程式；
（3）根据物质的提纯方法，为从反应后的混合溶液中分离出碳酸钡固体，应通过过滤、洗涤与烘干操作，操作3为洗涤、检验和干燥，洗涤的作用防止固体中混有KCl等可溶性物质，检验洗涤是否干净常选用试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；
（4）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；根据流程中所发生的反应，由氢氧化钾、二氧化碳、氯化钡间所发生的反应，判断副产物为碳酸钾，结合该物质的组成及性质，举例说明其用途；
（5）根据二氧化硅放入稀盐酸中的变化情况，推断二氧化硅的性质，并对物质性质进行物理性质与化学性质的区分；
（6）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，写出反应的化学方程式；并结合除杂的操作方法，判断过程中加入氢氧化钠的量

解答 解：（1）加入试剂A后得到了氯化钡，依据质量守恒定律可知，碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，所以试剂A的化学式为：HCl，过滤操作可以将固体和液体分离，经过操作1、2后，得到了液体和固体，所以操作1和操作2的名称是：过滤，玻璃棒在过滤操作中的作用是引流；
（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；
（3）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；
（4）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，在此过程中生成的副产物碳酸钾可提供作物生成所需的钾元素，可用作钾肥；
（5）在向碳酸钡与二氧化硅的混合物中加入稀盐酸时，二氧化硅既不溶于水又不能与稀盐酸发生反应，可得知二氧化硅的物理性质有不溶于水，化学性质有不能与稀盐酸反应；
（6）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．
故答案为：
（1）HCl；过滤；引流；  （2）CO₂；KCl；H₂O；（3）干燥；防止固体中混有KCl等可溶性物质；AgNO₃；（4）CO₂；钾肥；（5）A；C；（6）2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；过量

点评 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．