Question

鉀水玻璃以其優(yōu)異的性能廣泛用于防腐、鑄造、油田、鉆井或各種高檔涂料中．鉀水玻璃中硅含量的測(cè)定可以采用氟硅酸鉀容量法，其步驟為：
①稱取試樣溶解在含有過量的氟離子和鉀離子的強(qiáng)酸溶液中，硅能與氟離子、鉀離子作用生成氟硅酸鉀（K₂SiF₆）沉淀；②沉淀分離后于熱水中水解，生成HF、H₂SiO₃、KF；③過濾除去硅酸沉淀，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濾液．
（1）上述步驟②中的水解反應(yīng)方程式為

 

；步驟③中反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（2）在步驟③中，若滴定前未用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管，則測(cè)得的硅元素含量將

 

（填“偏高”、或“偏低”或“不變”）．
（3）若每次稱取試樣的質(zhì)量為1.00g，重復(fù)滴定四次，消耗1.00mol?L^-1氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為分別為16.80mL、19.90mL、20.00mL、20.10mL，試計(jì)算該試樣中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以二氧化硅計(jì)），寫出計(jì)算過程．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）氟硅酸鉀（K₂SiF₆）沉淀于熱水中水解，生成HF、H₂SiO₃、KF，結(jié)合原子守恒書寫化學(xué)方程式；步驟③中反應(yīng)是過濾除去硅酸沉淀后用氫氧化鈉溶液滴定生成的HF溶液，發(fā)生的反應(yīng)書寫離子方程式；
（2）若滴定前未用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管，滴定過程中消耗的氫氧化鈉溶液體積增大，計(jì)算反應(yīng)的HF量增大，測(cè)定的硅元素含量會(huì)增大；
（3）由題中數(shù)據(jù)可得出消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為20.00ml，結(jié)合反應(yīng)過程中的定量關(guān)系計(jì)算．

解答： 解：（1）氟硅酸鉀（K₂SiF₆）沉淀于熱水中水解，生成HF、H₂SiO₃、KF，結(jié)合原子守恒書寫化學(xué)方程式，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：K₂SiF₆+3H₂O=2KF+H₂SiO₃+4HF；步驟③中反應(yīng)是過濾除去硅酸沉淀后用氫氧化鈉溶液滴定生成的HF溶液，反應(yīng)的離子方程式 HF+OH^-=F^-+H₂O，
故答案為：K₂SiF₆+3H₂O=2KF+H₂SiO₃+4HF；HF+OH^-=F^-+H₂O；
（2）若滴定前未用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管，滴定過程中消耗的氫氧化鈉溶液體積增大，計(jì)算反應(yīng)的HF量增大，測(cè)定的硅元素含量會(huì)增大，結(jié)果偏高，
故答案為：偏高；
（3）由題中數(shù)據(jù)可得出消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為20.00ml；
關(guān)系式：SiO₂～Si～4HF～4NaOH
       60g              4mol
      m（SiO₂）         20.00×10^-3L×1.0mol?L^-1
求得m（SiO₂）=0.30g
硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以二氧化硅計(jì)）：

0.30g

1.00g

×100%=30%，
答：該試樣中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)方程式和離子方程式書寫方法，滴定實(shí)驗(yàn)過程的分析計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．