Question

某碳素鋼鍋爐內(nèi)水垢的主要成分是碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂、鐵銹、二氧化硅等．水垢會(huì)形成安全隱患，需及時(shí)清洗除去．清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH 和 Na₂CO₃混合液，加熱，浸泡數(shù)小時(shí)；
Ⅱ．放出洗滌廢液，清水沖洗鍋爐，加入稀鹽酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗達(dá)標(biāo)，用NaNO₂溶液鈍化鍋爐．
（資料在線：K₃[Fe（CN）₆]溶液遇亞鐵鹽會(huì)生成藍(lán)色沉淀．）
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化學(xué)方程式是

 

．
（2）在步驟Ⅱ中：
①被除掉的水垢除鐵銹外，還有

 

．
②清洗過程中，溶解的鐵銹會(huì)加速鍋爐腐蝕，用離子方程式解釋其原因

 

．
（3）步驟Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是

 

．
（4）步驟Ⅳ中，鈍化后的鍋爐表面會(huì)覆蓋一層致密的Fe₃O₄保護(hù)膜．
①完成并配平其反應(yīng)的離子方程式：

 

Fe+

 

NO₂+

 

H₂O═

 

N₂↑+

 

+

 

②鈍化效果的檢測(cè)一般可用濾紙浸漬配好的檢測(cè)液后貼附于待測(cè)樣品表面或直接將溶液涂、滴于待測(cè)表面．下面檢測(cè)鈍化效果的方法合理的是

 

．
a．在爐面上滴加濃H₂SO₄，觀察溶液出現(xiàn)棕黃色的時(shí)間
b．在爐面上滴加酸性CuSO₄溶液，觀察藍(lán)色消失的時(shí)間
c．在爐面上滴加濃HNO₃，觀察出現(xiàn)紅棕色氣體的時(shí)間
d．在爐面上滴加酸性K₃[Fe（CN）₆]溶液，觀察出現(xiàn)藍(lán)色沉淀的時(shí)間．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）用NaOH溶解二氧化硅，反應(yīng)生成硅酸鈉和水；
（2）①加入稀鹽酸，與碳酸鈣、氫氧化鎂、鐵銹均反應(yīng)、二氧化硅與HF酸反應(yīng)；
②溶解的鐵銹會(huì)加速鍋爐腐蝕，發(fā)生鐵與鐵離子的反應(yīng)；
（3）步驟Ⅲ中，加入Na₂SO₃，與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）①由Fe+□NO₂^-+□H₂O═□N₂↑，可知Fe元素的化合價(jià)升高，N元素的化合價(jià)降低，由電子守恒可知，還生成四氧化三鐵，由電荷守恒可知還生成OH^-；
②鈍化時(shí)表面生成致密的氧化物，阻止Fe反應(yīng)，則檢測(cè)鈍化效果，可利用鐵的性質(zhì)分析．

解答： 解：（1）用NaOH溶解二氧化硅，反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)為SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，故答案為：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（2）①加入稀鹽酸，與碳酸鈣、氫氧化鎂、鐵銹均反應(yīng)，二氧化硅與HF酸反應(yīng)，則還有CaCO₃、Mg（OH）₂、SiO₂，故答案為：CaCO₃、Mg（OH）₂、SiO₂；
②溶解的鐵銹會(huì)加速鍋爐腐蝕，發(fā)生鐵與鐵離子的反應(yīng)，離子反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（3）步驟Ⅲ中，加入Na₂SO₃，與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其目的為將Fe³⁺還原成Fe²⁺，防止Fe³⁺腐蝕鍋爐，故答案為：將Fe³⁺還原成Fe²⁺，防止Fe³⁺腐蝕鍋爐；
（4）①由Fe+□NO₂^-+□H₂O═□N₂↑，可知Fe元素的化合價(jià)升高，N元素的化合價(jià)降低，由電子守恒可知，還生成四氧化三鐵，由電荷守恒可知還生成OH^-，則該反應(yīng)為9Fe+8NO₂^-+4H₂O═4N₂↑+3Fe₂O₃+8OH^-，故答案為：9；8；4；4；3Fe₂O₃；8OH^-；
②鈍化時(shí)表面生成致密的氧化物，阻止Fe反應(yīng)，ac中濃硫酸、濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，不能檢測(cè)，而bd中均與Fe反應(yīng)，現(xiàn)象明顯，所以檢測(cè)鈍化效果最好為bd，故答案為：bd．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及混合物分離提純、溶解平衡及氧化還原反應(yīng)的配平等，側(cè)重高考高頻考點(diǎn)的考查，注意（5）中檢測(cè)鈍化效果為解答的難點(diǎn)，注意利用鐵的性質(zhì)來解答，題目難度中等．