Question

硅藻土是由硅藻死亡后的遺骸沉積形成的，主要成分是 SiO₂和有機(jī)質(zhì)，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等雜質(zhì)。精制硅藻土因?yàn)槲�附性�?qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。下圖是生產(chǎn)精制硅藻土并獲得Al(OH)₃的工藝流程。

⑴粗硅藻土高溫煅燒的目的是     。

⑵反應(yīng)Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化學(xué)方程式是     ；氫氧化鋁常用作阻燃劑，其原因是     。

⑶實(shí)驗(yàn)室用酸堿滴定法測定硅藻土中硅含量的步驟如下：

步驟1：準(zhǔn)確稱取樣品a g，加入適量KOH固體，在高溫下充分灼燒，冷卻，加水溶解。

步驟2：將所得溶液完全轉(zhuǎn)移至塑料燒杯中，加入硝酸至強(qiáng)酸性，得硅酸濁液。

步驟3：向硅酸濁液中加入NH₄F溶液、飽和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗過濾并洗滌。

步驟4：將K₂SiF₆轉(zhuǎn)移至另一燒杯中，加入一定量蒸餾水，采用70 ℃水浴加熱使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。

步驟5：向上述水解液中加入數(shù)滴酚酞，趁熱用濃度為c mol·L^－1 NaOH的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。

①步驟1中高溫灼燒實(shí)驗(yàn)所需的儀器除三角架、泥三角、酒精噴燈外還有     。

a．蒸發(fā)皿  b．表面皿  c．瓷坩堝   d．鐵坩堝

②實(shí)驗(yàn)中使用塑料燒杯和塑料漏斗的原因是     。

③步驟3中采用飽和KCl溶液洗滌沉淀，其目的是     。

④步驟5中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為     。

⑤樣品中SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用公式“×100%”進(jìn)行計(jì)算。由此分析步驟5中滴定反應(yīng)的離子方程式為     。

 

Answer 1

【答案】

⑴除去有機(jī)質(zhì)  ⑵①NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃

②氫氧化鋁分解吸收熱量，且生成高熔點(diǎn)的氧化鋁覆蓋在表面      

⑶①d     ②實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的HF能與玻璃儀器中的SiO₂等物質(zhì)反應(yīng)

③洗去沉淀表面的HF等雜質(zhì)；增大K⁺濃度，減少K₂SiF₆的損失

④最后一滴滴入后溶液由無色變?yōu)榉奂t色，且30 s不褪色

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

【解析】

試題分析：（1）硅藻土中含有少量Fe₂O₃、Al₂O₃及有機(jī)物等雜質(zhì)，除去有機(jī)雜質(zhì)可以采用煅燒的方法。

（2）①反應(yīng)1中氧化鋁和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁，然后加入過量的氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，則過濾后再通入CO₂即可生成氫氧化鋁，反應(yīng)的方程式是NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃。

②氫氧化鋁分解吸收熱量，且生成高熔點(diǎn)的氧化鋁覆蓋在表面，所以氫氧化鋁常用作阻燃劑。

（3）①固體灼燒需要坩堝。由于在高溫下，氫氧化鈉能和瓷坩堝中的二氧化硅反應(yīng)，所以應(yīng)該選擇鐵坩堝，答案選d。

②由于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的HF能與玻璃儀器中的SiO₂等物質(zhì)反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)中使用塑料燒杯和塑料漏斗。

③采用飽和KCl溶液洗滌沉淀，其目的是洗去沉淀表面的HF等雜質(zhì)；增大K⁺濃度，減少K₂SiF₆的損失。

④由于堿液能使酚酞試液顯紅色，所以步驟5中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為最后一滴滴入后溶液由無色變?yōu)榉奂t色，且30 s不褪色。

⑤消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.001Vcmol，則根據(jù)方程式K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF和二氧化硅的含量表達(dá)式可知，反應(yīng)中與氫氧化鈉反應(yīng)的應(yīng)該是HF。由于HF是弱電解質(zhì)，則反應(yīng)的離子方程式是HF＋OH^－＝F^－＋H₂O。

考點(diǎn)：考查二氧化硅的性質(zhì)、氫氧化鋁的制備及用途、中和滴定、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作以及物質(zhì)含量的有關(guān)計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：該題以生產(chǎn)精制硅藻土并獲得Al(OH)₃的工藝流程為載體，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)工藝流程試題了解掌握情況，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。試題綜合性強(qiáng)，貼近高考，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及動(dòng)手操作能力。該類試題主要是以常見儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。