Question

多晶硅被稱為“微電子大廈的基石”，制備中副產物以SiCl₄為主，它對環境污染很大，能遇水強烈水解，放出大量的熱。研究人員利用SiCl₄水解生成的鹽酸和鋇礦粉（主要成份為BaCO₃，且含有鐵、鎂等離子）制備BaCl₂·2H₂O，工藝流程如下：

已知：常溫下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分別是：3.4、12.4。
（1）SiCl₄水解反應的化學方程式為_________________________________________________。過濾操作需要的玻璃儀器有_________________________________。
（2）加鋇礦粉調節pH=7的作用是________________________、_______________________。
（3）加20% NaOH調節pH=12.5，得到濾渣A的主要成分是_______________________。
（4）BaCl₂濾液經__________、_________、過濾、洗滌，再經真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。
（5）10噸含78.8 % BaCO₃的鋇礦粉理論上最多能生成BaCl₂·2H₂O_________噸。實際產量為9.70噸，相對誤差為__________________%。

Answer 1

（1）SiCl₄+4H₂O→H₄SiO₄↓+4HCl（2分）;燒杯、漏斗、玻璃棒（2分）
（2）使BaCO₃轉化為BaCl₂，使Fe³⁺完全沉淀（2分）     
（3）Mg(OH)₂（2分）
（4）蒸發濃縮、冷卻結晶（2分） 
（5）9.76;-0.61 （2分）

試題分析：（1）根據水解機理相當于水中的羥基取代了氯原子，即SiCl₄水解反應的化學方程式為SiCl₄+4H₂O→H₄SiO₄↓+4HCl。過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。
（2）加鋇礦粉調節pH=7的作用是使BaCO₃轉化為BaCl₂，使Fe³⁺完全沉淀。
（3）根據題中信息，常溫下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分別是：3.4、12.4。加20% NaOH調節pH=12.5，主要是沉淀鎂離子，得到濾渣A的主要成分是Mg(OH)₂。
（4）BaCl₂濾液經蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾、洗滌，再經真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。
（5）反應關系式為
BaCO₃～BaCl₂·2H₂O
197         244
10×78.8%     m
m==9.76噸
相對誤差=（9.7-9.76）/9.7=-0.61%