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和有機質，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等雜質。精制硅藻土因為吸附性強、化學性質穩定等特點被廣泛應用。下圖是生產精制硅藻土并獲得Al(OH)₃的工藝流程。

（1）粗硅藻土高溫煅燒的目的是     。
（2）反應Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化學方程式是     ；氫氧化鋁常用作阻燃劑，其原因是     。
（3）實驗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：將所得溶液完全轉移至塑料燒杯中，加入硝酸至強酸性，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滴酚酞，趁熱用濃度為c mol·L^－1 NaOH的標準溶液滴定至終點，消耗NaOH標準溶液VmL。
①步驟1中高溫灼燒實驗所需的儀器除三角架、泥三角、酒精噴燈外還有     。
a．蒸發皿  b．表面皿  c．瓷坩堝   d．鐵坩堝
②實驗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4中滴定終點的現象為     。
⑤樣品中SiO₂的質量分數可用公式“×100%”進行計算。由此分析步驟5中滴定反應的離子方程式為     。

Answer 1

（1）除去有機質
（2）①NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃②氫氧化鋁分解吸收熱量，且生成高熔點的氧化鋁覆蓋在表面
（3）①d②實驗中產生的HF能與玻璃儀器中的SiO₂等物質反應③洗去沉淀表面的HF等雜質；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為粉紅色，且30 s不褪色⑤HF＋OH^－＝F^－＋H₂O

解析試題分析：（1）硅藻土中含有有機質，高溫鍛燒除去有機質。（2）NaAlO₂溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉；氫氧化鋁分解生成氧化鋁和水。氧化鋁熔點高覆蓋在表面且氫氧化鋁分解吸熱。（3）①灼燒固體應使用坩堝，但瓷坩堝中含有二氧化硅，二氧化硅能與氫氧化鉀反應，所以應使用鐵坩堝。②玻璃儀器中含有二氧化硅，實驗中產生的HF能與二氧化硅反應，所以使用塑料漏斗和塑料燒杯。③用飽和KCl溶液洗滌沉淀，增大K⁺濃度，減少K₂SiF₆的損失同時洗去沉淀表面的HF等雜質；④水解液呈酸性，加入酚酞呈無色，當滴加最后一滴溶液時，溶液呈紅色且30s不變色，即為終點。⑤若以硅酸與氫氧化鈉反應計算，則二氧化硅的質量分數為；若以HF與氫氧化鈉反應計算，則二氧化硅的質量分數為。所以滴定時反應離子方程式為HF＋OH^－＝F^－＋H₂O。
考點： 化學（離子）方程式的書寫  化學實驗  化學計算