Question

3．純二氧化硅可用來制造光纖．某稻殼灰的成分為：

組分	SiO2	C	Na2O	K2O	Al2O3	Fe2O3
質量分數	59.20	38.80	0.25	0.50	0.64	0.16

通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅．

請回答下列問題：
（1）根據氧化物的性質進行分類，稻殼灰中涉及的氧化物最多有3類．
（2）步驟①中涉及與NaOH反應的離子反應方程式為SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．
（3）濾渣A的成分有C和Fe₂O₃（填化學式）
（4）步驟②洗滌時，檢驗是否洗滌干凈的方法是：取最后一次洗滌液少量，加入硝酸銀溶液，若不出現沉淀，即洗滌干凈．
（5）實驗室進行步驟③用到的儀器有坩堝鉗、酒精燈、三腳架、坩堝和泥三角．

Answer 1

分析 稻殼灰用足量的氫氧化鈉浸泡，過濾得A為硅酸鈉溶液，濾渣A含有C以及氧化鐵，硅酸鈉溶液中加入鹽酸生成硅酸沉淀，過濾、洗滌得濾渣B為硅酸，煅燒硅酸可得二氧化硅，
（1）二氧化硅為酸性氧化物，氧化鈉、氧化鉀、氧化鐵為堿性氧化物，氧化鋁為兩性氧化物；
（2）二氧化硅為酸性氧化物，與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水；
（3）氧化鈉、氧化鉀均能與水反應生成可溶性堿，氧化鋁為兩性氧化物能夠與強堿反應生成可溶性偏鋁酸鹽，二氧化硅 為酸性氧化物與氫氧化鈉反應生成可溶性硅酸鈉，三氧化二鐵與氫氧化鈉不反應；
（4）硅酸不穩(wěn)定受熱易分解生成二氧化硅和水；
（5）依據灼燒固體實驗選擇合適裝置．

解答 解：稻殼灰用足量的氫氧化鈉浸泡，過濾得A為硅酸鈉溶液，濾渣A含有C以及氧化鐵，硅酸鈉溶液中加入鹽酸生成硅酸沉淀，過濾、洗滌得濾渣B為硅酸，煅燒硅酸可得二氧化硅，
（1）二氧化硅為酸性氧化物，氧化鈉、氧化鐵為堿性氧化物，氧化鋁為兩性氧化物，所以最多涉及3中氧化物，
故答案為：3；
（2）二氧化硅為酸性氧化物，與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，離子方程式：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；氧化鋁為兩性氧化物，與氫氧化鈉反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（3）氧化鈉、氧化鉀均能與水反應生成可溶性堿，氧化鋁為兩性氧化物能夠與強堿反應生成可溶性偏鋁酸鹽，二氧化硅 為酸性氧化物與氫氧化鈉反應生成可溶性硅酸鈉，三氧化二鐵、碳與氫氧化鈉不反應，所以過濾剩余的濾渣為C和Fe₂O₃；
故答案為：C和Fe₂O₃；
（4）步驟②洗滌時，檢驗是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌濾液，加硝酸銀溶液，若無沉淀產生，則說明洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液少量，加入硝酸銀溶液，若不出現沉淀，即洗滌干凈；
（5）硅酸不穩(wěn)定受熱易分解生成二氧化硅和水，灼燒固體需要的儀器有：坩堝鉗、酒精燈、三腳架、坩堝、泥三角；
故答案為：坩堝、泥三角．

點評 本題以硅及其化合物性質為載體考查物質的制備以及分離提純，為高頻考點，側重于學生分析、實驗能力的考查，解答本題時注意熟悉氧化物的分類，明確硅及其化合物性質，題目難度中等．