Question

4．某學生興趣小組想利用高嶺土[其主要成分是Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O]試驗新型的凈水劑．試驗程序如下：

其中濾液E就是欲求的凈水劑．試回答下列問題：
①寫出混合物A、B，濾液C、D的主要成分
A：NaAlO₂和Na₂SiO₃；B：AlCl₃和H₂SiO₃；C：AlCl₃；D：H₂SiO₃．
②寫出高嶺土與純堿熔融的兩個化學方程式Na₂CO₃+Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑、Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑；
③該試驗中，熔融高嶺土可以選用的坩堝有D
A．玻璃坩堝       B．瓷坩堝       C．氧化鋁坩堝     D．鐵坩堝．

Answer 1

分析 本題探究的是利用高嶺土[其主要成分是Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O]和純堿為原料制新型凈水劑的流程，根據(jù)流程可知混合物在加熱熔融的過程中生成了硅酸鈉和偏鋁酸鈉，加水溶解后過濾除去不溶物，濾液中加足量鹽酸得到沉淀硅酸，過濾后的溶液中含AlCl₃，
①由分析可知，A是純堿與Al₂O₃和SiO₂在熔融狀態(tài)生成的產(chǎn)物，A加水溶解過濾除去不溶物后得到A中可溶性鹽溶液的混合物，滴加過量鹽酸后會生成硅酸沉淀和氯化鋁溶液；
②根據(jù)題目所提示的信息及結合硅酸鹽工業(yè)理論，書寫化學方程式；
③所選擇的儀器不能和熔融高嶺土及純堿試樣發(fā)生反應．

解答 解：①氧化鋁和二氧化硅在高溫熔融狀態(tài)下與純堿反應生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，A中加水溶解并過濾后得到的主要是硅酸鈉與偏鋁酸鈉的混合液，滴加過量鹽酸會生成硅酸沉淀和氯化鋁溶液，過濾后的不溶物為硅酸，故答案為：NaAlO₂和Na₂SiO₃；AlCl₃和H₂SiO₃；AlCl₃；D：H₂SiO₃；
②氧化鋁以及二氧化硅與碳酸鈉的反應為：Na₂CO₃+Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑、Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，故答案為：Na₂CO₃+Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑、Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑；      
③瓷坩堝、玻璃坩堝的成分中含有二氧化硅，能和純堿發(fā)生反應，氧化鋁坩堝也能和純堿發(fā)生反應，在加熱時反應易使坩堝炸裂，則應選擇鐵坩堝，故答案為：D．

點評 本題考查含硅元素的化合物的性質，可以根據(jù)所學知識進行回答，難度較大．