Question

多晶硅被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。
（1）SiCl₄水解反应的化学方程式为_________________________________________________。过滤操作需要的玻璃仪器有_________________________________。
（2）加钡矿粉调节pH=7的作用是________________________、_______________________。
（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是_______________________。
（4）BaCl₂滤液经__________、_________、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。
（5）10吨含78.8 % BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O_________吨。实际产量为9.70吨，相对误差为__________________%。

Answer 1

（1）SiCl₄+4H₂O→H₄SiO₄↓+4HCl（2分）;烧杯、漏斗、玻璃棒（2分）
（2）使BaCO₃转化为BaCl₂，使Fe³⁺完全沉淀（2分）     
（3）Mg(OH)₂（2分）
（4）蒸发浓缩、冷却结晶（2分） 
（5）9.76;-0.61 （2分）

试题分析：（1）根据水解机理相当于水中的羟基取代了氯原子，即SiCl₄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）根据题中信息，常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。加20% NaOH调节pH=12.5，主要是沉淀镁离子，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BaCl₂·2H₂O。
（5）反应关系式为
BaCO₃～BaCl₂·2H₂O
197         244
10×78.8%     m
m==9.76吨
相对误差=（9.7-9.76）/9.7=-0.61%