Question

【題目】SiCl4是一種遇水強烈水解，并放出大量的熱的化合物。研究人員利用SiCl4水解生成的鹽酸和鋇礦粉（主要成分為BaCO3，且含有鐵、鎂等離子）來制備BaCl2·2H2O，工藝流程如下：

已知：①常溫下Fe3+ 、Mg2+ 完全沉淀的 pH 分別是3.4、12.4。

②Ge與Si同主族位于Si的下一周期。

（1）Ge的原子序數________

（2）請用電子式表示C2H2的形成過程_____________________________。

（3）SiCl4發生水解反應的化學方程式____________________________。

（4）氮化硅(Si3N4)是一種高溫結構材料，粉末狀的Si3N4可以在高溫條件下由SiCl4蒸汽與NH3反應得到，請寫出該反應的化學方程式_____________________________________。

（5）加鋇礦粉調節pH=7的作用是：①使BaCO3轉化為BaCl2；②________________________

（6）生成濾渣A的離子方程式：______________________________；

（7）BaCl2濾液經__________、__________、過濾、洗滌，再經真空干燥后得到BaCl2·2H2O。

（8）10 噸含78.8% BaCO3的鋇礦粉理論上最多能生成 BaCl2·2H2O___________噸。

Answer 1

【答案】32 +++→ SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl 3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl 使Fe3+完全轉化為沉淀 Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓ 蒸發濃縮 降溫結晶 9.76

【解析】

由流程圖可知，SiCl4在40℃條件下強烈水解生成鹽酸和原硅酸沉淀；過濾，向鹽酸中加入鋇礦粉，調節溶液pH=7時，碳酸鋇溶解轉化為含有MgCl2的BaCl2溶液，Fe3+完全轉化為氫氧化鐵沉淀；過濾，70℃條件下，向含有MgCl2的BaCl2溶液中加20%NaOH溶液調節溶液pH=12.5時，鎂離子完全沉淀生成氫氧化鎂沉淀和BaCl2溶液；過濾，BaCl2溶液經蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌，再經真空干燥后得到BaCl2·2H2O。

（1）Ge位于元素周期表第四周期ⅣA族，原子序數為32，故答案為：32；

（2）碳原子與氫原子結合生成乙炔，其形成過程為：+++→，故答案為：+++→；

（3）氯化硅水解生成原硅酸和鹽酸，水解的化學方程式為：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl，故答案為：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl；

（4）粉末狀的Si3N4可以在高溫條件下由SiCl4蒸汽與NH3反應得到，則根據原子守恒可知反應中還有氯化氫生成，因此該反應的化學方程式為3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl，故答案為：3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl；

（5）pH=3.4時，三價鐵離子完全生成沉淀，使Fe3+完全沉淀，鹽酸和碳酸鋇反應生成氯化鋇和二氧化碳、水，加鋇礦粉并調節pH=7的作用是使BaCO3轉化為BaCl2，同時使Fe3+完全轉化為沉淀，故答案為：使Fe3+完全轉化為沉淀；

（6）當pH=3.4時，鐵離子完全生成沉淀，當pH=12.4時，鎂離子完全沉淀生成氫氧化鎂，Mg（OH）2，所以當pH=12.5時，濾渣A的成分是氫氧化鎂，則生成濾渣A的離子方程式為Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓，故答案為：Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓；

（7）從濾液中得到氯化鋇晶體的操作是BaCl2溶液經蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌，再經真空干燥后得到BaCl2·2H2O，故答案為：蒸發濃縮；降溫結晶；

8）根據原子守恒可知10噸含78.8% BaCO3的鋇礦粉理論上最多能生成BaCl2·2H2O的質量是=9.76t，故答案為：9.76。