题目内容

1．研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaC03，且含有铁、镁等离子）制备BaCl2•2H20，工艺流程如下：

己知：常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4．
（l）S1Cl4水解反应的化学方程式为SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl．过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）加钡矿粉调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2、使Fe3+完全沉淀．
（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是Mg（OH）2．
（4）BaCl2滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2•2H20．
（5）10吨含78.8%BaC03的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2•2H209.76 吨．

分析 SiCl4水解生成盐酸和硅酸，硅酸不溶解，故第一步操作中的滤液为盐酸溶液，向其中加入钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子），钡矿粉和盐酸反应，BaCO3转化为BaCl2，溶液中H+减少，PH变大，Fe3+沉淀为氢氧化铁，得到的溶液含有Ba2+、Mg2+和Cl-，过滤后的滤液中含有Ba2+、Mg2+和Cl-，向滤液中加20%NaOH调节pH=12.5，生成氢氧化镁沉淀，滤液主要成分为Cl-和Ba2+，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得BaCl2•2H2O，
（1）SiCl4遇水强烈水解，生成盐酸和滤渣（H4SiO4），放出大量的热，故SiCl4的水解生成为H4SiO4沉淀和HCl；过滤操作需要的主要仪器有：烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒；
（2）盐酸中加钡矿粉时，盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水，消耗了盐酸，溶液pH变大，pH＞3.4时，三价铁离子完全生成沉淀，使Fe3+完全沉淀，故钡矿粉两个作用：转化为BaCl2、使Fe3+完全沉淀，加钡矿粉的同时也是调节PH值的过程；
（3）当pH=12.4时，镁离子完全沉淀生成Mg（OH）2，所以当pH=12.5时，滤渣A的成分是氢氧化镁；
（4）从溶液中制取固体的方法是：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤；
（5）由原子守恒知，1molBaCO3能生成1molBaCl2•2H2O，n（BaCl2•2H2O）=n（BaCO3）．

解答 解：SiCl4水解生成盐酸和硅酸，硅酸不溶解，故第一步操作中的滤液为盐酸溶液，向其中加入钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子），钡矿粉和盐酸反应，BaCO3转化为BaCl2，溶液中H+减少，PH变大，Fe3+沉淀为氢氧化铁，得到的溶液含有Ba2+、Mg2+和Cl-，过滤后的滤液中含有Ba2+、Mg2+和Cl-，向滤液中加20%NaOH调节pH=12.5，生成氢氧化镁沉淀，滤液主要成分为Cl-和Ba2+，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得BaCl2•2H2O，
（1）SiCl4遇水强烈水解，生成盐酸和滤渣（H4SiO4），放出大量的热，故SiCl4的水解方程式为：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl；过滤操作需要的主要仪器有：烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒，其中滤纸不是玻璃仪器；
故答案为：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl；烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）盐酸中加钡矿粉时，盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水，消耗了盐酸，溶液pH变大，pH＞3.4时，三价铁离子完全生成沉淀，使Fe3+完全沉淀；故钡矿粉两个作用：转化为BaCl2、使Fe3+完全沉淀；
故答案为：使BaCO3转化为BaCl2；使Fe3+完全沉淀；
（3）当pH=3.4时，铁离子完全生成沉淀，当pH=12.4时，镁离子完全沉淀生成Mg（OH）2，所以当pH=12.5时，滤渣A的成分是氢氧化镁；
故答案为：Mg（OH）2；
（4）从溶液中制取固体的方法是：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）由原子守恒知，1molBaCO3能生成1molBaCl2•2H2O，n（BaCl2•2H2O）=n（BaCO3）
m（BaCl2•2H2O）=n（BaCl2•2H2O）×M（BaCl2•2H2O）=$\frac{10t×78%}{197g/mol}$×244g/mol=9.76t，
故答案为：9.76．

点评 本题考查制备实验方案的设计，物质分离和提纯的方法和基本操作的应用，明确考查从溶液中制取固体的方法，以及根据原子守恒计算和相对误差的计算等，难度不大，但考查知识较多．

练习册系列答案
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11．下列叙述正确的是（　　）
A．稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2B．可用无色广口玻璃瓶保存氨水
C．稀硝酸可除去试管内壁粘有的硫磺D．煮沸自来水可除去其中的Ca（HCO3）2
12．下列实验现象以及结论正确的是（　　）
A向盐酸酸化的Ba（NO3）2溶液中通入SO2有白色沉淀生成BaSO3难溶于酸
B向等浓度的KCl、Kl混合液中滴加AgNO3溶液先出现白色沉淀Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）
C溴乙烷与NaOH水溶液共热后，加HNO3酸化，滴加AgNO3溶液出现淡黄色沉淀溴乙烷含溴元素
D取久置的Na2O2粉末，向其中滴加过量的盐酸产生无色气体Na2O2没有变质
A．AB．BC．CD．D
9．炭粉与Na2O2反应的产物比较复杂，某化学研究小组在实验室中以炭粉与Na2O2反应为探究对象，拟通过实验探究反应后的产物，提出如下4种猜想．
猜想1：反应后产物是Na2CO3
猜想2：反应后产物是Na2O和CO
猜想3：反应后产物是Na2O和CO2
猜想4：反应后产物是Na2CO3和Na2O
（1）实验前．小组成员经过讨论认定猜想3不成立，理由是氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠．
（2）实验过程．已知：湿润的氯化钯试纸遇CO变黑，可用于检验是否有CO生成，针对猜想1、2、4，设计如图所示的实验装置：

①根据上图连接好实验装置，并检查气密性．
②将0.3g炭粉与3.9gNa2O2均匀混合装入试管，在靠近试管口处放置一张湿润的氯化钯试纸．
③用酒精灯微微加热试管底部．
④试管中发生剧烈反应并产生火花，氯化钯试纸未变黑，澄清石灰水未变浑浊．
其中装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸；由此可推测猜想2不成立．若CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯（Pd），该反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl．
（3）结果分析讨论．
试管冷却至室温、称量、测得剩余固体的质量为4.2g，由此可初步确认猜想1是正确的，炭粉与Na2O2反应的化学方程式为2Na2O2+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+Na2O．
请你设计实验验证上述猜想4，完成下表中内容．（可供选择的药品有BaCl2溶液、酚酞溶液、盐酸等）
实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论
16．A与芳香族化合物B在一定条件下反应生成C，进一步反应生成有机酸D，D的二水合钠盐医学上称之为当归素，是一种治疗偏头痛的有效新药．A的相对分子质量是104，1mol A与足量的NaHCO3反应生成2mol气体．
已知：RCHO+CH2（COOH）2  $\stackrel{一定条件}{→}$ RCH=C（COOH）2+H2O，
RCH=C（COOH）2 $\stackrel{催化剂}{→}$RCH=CHCOOH+CO2

（1）C可能发生的反应是ad（填序号）．
a．氧化反应    b．水解反应    c．消去反应    d．酯化反应
（2）等物质的量的C分别与足量的Na、NaHCO3、NaOH反应消耗Na、NaHCO3、NaOH的物质的量之比是3：2：3．
（3）E的名称：碳酸氢钠．
（4）反应①的化学方程式是．
（5）符合下列条件的D的同分异构体有4种，写出其中任意一种的结构简式．
①在苯环上只有两个取代基；②在苯环上的一氯取代物只有两种；
③1mol该同分异构体与足量的NaHCO3反应生2mol CO2．
6．如图表示两项实验：①在燃着的蜡烛甲、乙上倒扣一只玻璃圆筒；②往放有燃着的蜡烛丙、丁的烧杯中慢慢倾入CO2气体．在两项实验中先熄灭的蜡烛分别是（　　）
A．甲、丙B．乙、丙C．甲、丁D．乙、丁
13．某短周期金属元素原子核外最外层电子数是最内层电子数的1.5倍，下列说法正确的是（　　）
A．该元素的单质性质活泼，具有较强的还原性，可以用于某些金属冶炼
B．该元素的单质常温下不与浓硫酸反应
C．该元素的单质无需特别保存，因为其性质稳定，不易与空气成分反应
D．该元素的最高价氧化物对应的水化物只能与酸反应
10．在固态金属氧化物电解池中，高温电解H2O～CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A．Y是电源的正极
B．阴极的反应式是：H2O+2eˉ═H2+O2ˉ，CO2+2e-═CO+O2-
C．总反应可表示为：H2+CO2═H2+CO
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2：1
11．某溶液中含有大量的下列离子：Fe3+、SO42-、Al3+和M，经测定Fe3+、SO42-、Al3+和M的物质的量之比为2：4：1：1，则M可能是下列中的（　　）
A．Na+B．OH-C．Cl-D．S2-

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