Question

【題目】高純二氧化硅可用來制造光纖。某蛇紋石的成分見下表：

通過下圖流程可由蛇紋石制備較純凈的二氧化硅。

(1)蛇紋石中涉及的可溶性金屬氧化物有___________________(寫化學式)。

(2)步驟①中涉及SiO2 反應的離子方程式為_________________________ 。

(3)濾渣 A的成分有__________________ (填化學式)。

(4)步驟②中洗滌沉淀的方法是 _____________________________________________。

(5)步驟③反應的化學方程式為 _______________________________________；實驗室進行步驟③需要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、________和____________。

Answer 1

【答案】Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32- +H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀，讓水自然流下，重復操作2~3次 H2SiO3 SiO2+H2O 坩堝鉗 三腳架

【解析】

用足量的氫氧化鈉浸泡，二氧化硅可以和氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，過濾得濾液A為硅酸鈉溶液，MgO和Fe2O3不能與氫氧化鈉反應，濾渣A為MgO和Fe2O3，氧化鈉、氧化鉀與水反應生成氫氧化鈉和氫氧化鉀；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)氧化鈉、氧化鉀、氧化鐵、氧化鎂、二氧化硅中，氧化鈉、氧化鉀為可溶性金屬氧化物；

(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)與氫氧化鈉溶液不反應的氧化物為濾渣；

(4)加入鹽酸后的沉淀為硅酸，選擇洗滌過濾后的硅酸的方法；

(5)硅酸不穩定受熱易分解生成二氧化硅和水；依據灼燒固體操作選擇合適的儀器。

(1)蛇紋石中含有的可溶性金屬氧化物有Na2O、K2O，它們能與水反應生成氫氧化鈉和氫氧化鉀；

(2)二氧化硅屬于酸性氧化物，可與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，反應的離子方程式為：SiO2+2OH-=SiO32- +H2O；

(3)氧化鈉與氧化鉀屬于可溶性氧化物，氧化鋁屬于兩性氧化物，二氧化硅屬于酸性氧化物，上述四種物質都能溶解在氫氧化鈉溶液中，氧化鎂和氧化鐵屬于堿性氧化物且難溶于水，因此，濾渣A的成分有MgO和Fe2O3；

(4)步驟②生成沉淀的成分是硅酸，洗滌過濾出的沉淀的方法是：向過濾器中注入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復上述操作兩到三次；

(5)步驟③用灼燒的方法使硅酸分解生成二氧化硅，化學方程式為：H2SiO3SiO2+H2O，實驗室灼燒固體時需要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、坩堝鉗和三腳架。