Question

硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是 SiO₂和有机质，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)₃的工艺流程。

⑴粗硅藻土高温煅烧的目的是     。

⑵反应Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化学方程式是     ；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是     。

⑶实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：

步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。

步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。

步骤3：向硅酸浊液中加入NH₄F溶液、饱和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。

步骤4：将K₂SiF₆转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。

步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L^－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液VmL。

①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有     。

a．蒸发皿  b．表面皿  c．瓷坩埚   d．铁坩埚

②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是     。

③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是     。

④步骤5中滴定终点的现象为     。

⑤样品中SiO₂的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为     。

Answer

⑴除去有机质  ⑵①NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3

②氢氧化铝分解吸收热量，且生成高熔点的氧化铝覆盖在表面      

⑶①d     ②实验中产生的HF能与玻璃仪器中的SiO2等物质反应

③洗去沉淀表面的HF等杂质；增大K+浓度，减少K2SiF6的损失

④最后一滴滴入后溶液由无色变为粉红色，且30 s不褪色

⑤HF＋OH－＝F－＋H2O        （除第⑴小题1分外，其余每空2分，共15分）

【解析】

试题分析：（1）硅藻土中含有少量Fe2O3、Al2O3及有机物等杂质，除去有机杂质可以采用煅烧的方法。

（2）①反应1中氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝，然后加入过量的氢氧化钠生成偏铝酸钠，则过滤后再通入CO2即可生成氢氧化铝，反应的方程式是NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3。

②氢氧化铝分解吸收热量，且生成高熔点的氧化铝覆盖在表面，所以氢氧化铝常用作阻燃剂。

（3）①固体灼烧需要坩埚。由于在高温下，氢氧化钠能和瓷坩埚中的二氧化硅反应，所以应该选择铁坩埚，答案选d。

②由于实验中产生的HF能与玻璃仪器中的SiO2等物质反应，所以实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗。

③采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是洗去沉淀表面的HF等杂质；增大K+浓度，减少K2SiF6的损失。

④由于碱液能使酚酞试液显红色，所以步骤5中滴定终点的现象为最后一滴滴入后溶液由无色变为粉红色，且30 s不褪色。

⑤消耗氢氧化钠的物质的量是0.001Vcmol，则根据方程式K2SiF6+3H2O=H2SiO3+4HF+2KF和二氧化硅的含量表达式可知，反应中与氢氧化钠反应的应该是HF。由于HF是弱电解质，则反应的离子方程式是HF＋OH－＝F－＋H2O。

考点：考查二氧化硅的性质、氢氧化铝的制备及用途、中和滴定、化学实验基本操作以及物质含量的有关计算