Question

用高嶺土(主要成分是Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O，并含有少量的CaO、Fe₂O₃)研制新型凈水劑(鋁的化合物)，其實驗步驟如下：將土樣和純堿混勻，加熱熔融。冷卻后，用水浸取熔塊，過濾，棄去殘渣。濾液用鹽酸酸化，經過濾，分別得到沉淀和溶液。溶液即為凈水劑。

(1)寫出熔融時的主要成分與純堿反應的化學方程式(Al₂O₃與純堿的反應和SiO₂與純堿的反應相似)：______________________，________________________________________。

(2)最后沉淀物是__________，生成該沉淀的離子方程式是________________________。?

(3)實驗室中常用的坩堝有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝，本實驗在熔融土樣時，應選用__________坩堝。?

Answer 1

解析：(1)SiO₂是硅酸、原硅酸的酸酐；Al₂O₃是鋁酸、偏鋁酸的酸酐。由于穩(wěn)定性：H₂SiO₃＞H₄SiO₄、HAlO₂＞H₃AlO₃，所以得到SiO₂、Al₂O₃與Na₂CO₃發(fā)生的類似反應：?

Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑?

Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑?

(2)高溫下，少量的CaO、Fe₂O₃也能與SiO₂發(fā)生反應——酸性氧化物與堿性氧化物的反應：?

CaO+SiO₂CaSiO₃?

Fe₂O₃+3SiO₂Fe₂(SiO₃)₃?

用水浸取熔塊，Na₂SiO₃、NaAlO₂溶解進入濾液，CaSiO₃、Fe₂(SiO₃)₃不溶解，形成濾渣。濾液用鹽酸酸化，發(fā)生如下反應：?

+4H⁺Al³⁺+2H₂O?

H₂O++2H⁺H₄SiO₄↓?

過濾可分離出H₄SiO₄沉淀。?

(3)由于高溫下，SiO₂(瓷坩堝的主要成分)、Al₂O₃都能與Na₂CO₃反應，所以只能選用鐵坩堝。?

答案：(1)Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑?

Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑?

(2)H₄SiO₄(或H₂SiO₃)?

H₂O++2H⁺H₄SiO₄↓(或+2H⁺H₂SiO₃↓)?

(3)鐵