Question

【题目】SiCl4是一种遇水强烈水解，并放出大量的热的化合物。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO3，且含有铁、镁等离子）来制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下：

已知：①常温下Fe3+ 、Mg2+ 完全沉淀的 pH 分别是3.4、12.4。

②Ge与Si同主族位于Si的下一周期。

（1）Ge的原子序数________

（2）请用电子式表示C2H2的形成过程_____________________________。

（3）SiCl4发生水解反应的化学方程式____________________________。

（4）氮化硅(Si3N4)是一种高温结构材料，粉末状的Si3N4可以在高温条件下由SiCl4蒸汽与NH3反应得到，请写出该反应的化学方程式_____________________________________。

（5）加钡矿粉调节pH=7的作用是：①使BaCO3转化为BaCl2；②________________________

（6）生成滤渣A的离子方程式：______________________________；

（7）BaCl2滤液经__________、__________、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。

（8）10 吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成 BaCl2·2H2O___________吨。

Answer 1

【答案】32 +++→ SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl 3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl 使Fe3+完全转化为沉淀 Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓ 蒸发浓缩 降温结晶 9.76

【解析】

由流程图可知，SiCl4在40℃条件下强烈水解生成盐酸和原硅酸沉淀；过滤，向盐酸中加入钡矿粉，调节溶液pH=7时，碳酸钡溶解转化为含有MgCl2的BaCl2溶液，Fe3+完全转化为氢氧化铁沉淀；过滤，70℃条件下，向含有MgCl2的BaCl2溶液中加20%NaOH溶液调节溶液pH=12.5时，镁离子完全沉淀生成氢氧化镁沉淀和BaCl2溶液；过滤，BaCl2溶液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。

（1）Ge位于元素周期表第四周期ⅣA族，原子序数为32，故答案为：32；

（2）碳原子与氢原子结合生成乙炔，其形成过程为：+++→，故答案为：+++→；

（3）氯化硅水解生成原硅酸和盐酸，水解的化学方程式为：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl，故答案为：SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl；

（4）粉末状的Si3N4可以在高温条件下由SiCl4蒸汽与NH3反应得到，则根据原子守恒可知反应中还有氯化氢生成，因此该反应的化学方程式为3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl，故答案为：3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl；

（5）pH=3.4时，三价铁离子完全生成沉淀，使Fe3+完全沉淀，盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水，加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2，同时使Fe3+完全转化为沉淀，故答案为：使Fe3+完全转化为沉淀；

（6）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氢氧化镁，Mg（OH）2，所以当pH=12.5时，滤渣A的成分是氢氧化镁，则生成滤渣A的离子方程式为Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓，故答案为：Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓；

（7）从滤液中得到氯化钡晶体的操作是BaCl2溶液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O，故答案为：蒸发浓缩；降温结晶；

8）根据原子守恒可知10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O的质量是=9.76t，故答案为：9.76。