Question

（12分）钾水玻璃以其优异的性能广泛用于防腐、铸造、油田、钻井或各种高档涂料中。钾水玻璃中硅含量的测定可以采用氟硅酸钾容量法，其步骤为：

①称取试样溶解在含有过量的氟离子和钾离子的强酸溶液中，硅能与氟离子、钾离子作用生成氟硅酸钾（K₂SiF₆）沉淀；

②沉淀分离后于热水中水解，生成HF、H₂SiO₃、KF；

③过滤除去硅酸沉淀，用氢氧化钠标准溶液滴定滤液。

（1）上述步骤②中的水解反应方程式为                                       ；

步骤③中反应的离子方程式为：                                           。

（2）在步骤③中，若滴定前未用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管，则测得的硅元素含量将      (填“偏高”、或“偏低”或“不变”)。

（3）若每次称取试样的质量为1.00g，重复滴定四次，消耗1.00 mol·L^－1氢氧化钠标准溶液的体积为分别为16.80mL、19.90mL、20.00mL、20.10mL，试计算该试样中硅元素的质量分数（以二氧化硅计），写出计算过程。

Answer

（1）K2SiF6+3H2O=2KF+H2SiO3↓+4HF；(2分)；HF+OH-=H2O+F-；(2分)

（2）偏高；（3） 30%。

【解析】

试题分析：（1）上述步骤产生的氟硅酸钾（K2SiF6）沉淀在热水中水解，生成HF、H2SiO3、KF。②中的水解反应方程式为K2SiF6+3H2O=2KF+H2SiO3↓+4HF；将步骤②中反应产生的硅酸沉淀过滤除去，用氢氧化钠标准溶液滴定滤液，由于HF是弱酸，所以在写离子方程式时应该用化学式，则步骤③中反应的离子方程式为HF+OH-=H2O+F-；（2）在步骤③中，若滴定前未用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管，则消耗标准溶液的体积就偏大，所以使得测得的硅元素含量将偏高；（3）根据实验数据可知第一次数据误差太大，要舍去，则消耗NaOH溶液的体积是：V(NaOH)=（19.90mL+20.00mL+20.10mL）÷3=20.00ml；根据方程式中物质的关系可得关系式：

SiO2——Si——4HF——4NaOH；

60g 4mol

M(SiO2) 0.02Lх1mol/L

求得m(SiO2)=0.30g(2分)；硅的质量分数（以二氧化硅计）：(0.30g÷1.00g)×100%=30%。

考点：考查物质制取过程的化学方程式、离子方程式的书写、误差分析、物质含量的测定的知识。