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與純堿反應和SiO₂與純堿反應相似)：________、________．

(2)最后沉淀物是________，生成該沉淀的離子方程式是________．

(3)實驗中常用的有瓷坩堝、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

答案：
解析：

【解答】(1)Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑,　　Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑ 　　(2)H4SiO4(或H2SiO3),＋2H+＋H2O＝H4SiO4↓(或＋2H+＝H2SiO3↓) 　　(3)鐵 　　【巧解導析】由玻璃工業的反應原理知純堿與SiO2的反應為Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，類比可寫出純堿與Al2O3的反應Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑．故用水浸取熔塊所得濾液為Na2SiO3，NaAlO2的混合溶液，用鹽酸酸化時可發生反應：Na2SiO3＋H2O＋2HCl＝2NaCl＋H4SiO4↓(或Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓)，NaAlO2＋HCl＋H2O＝NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O．故沉淀為H4SiO4(或H2SiO3)．又因Na2CO3能與SiO2，Al2O3在加熱時反應，故熔融土樣時不能用瓷坩堝、氧化鋁坩堝，只能用鐵坩堝．

提示：

【巧解點悟】解題的關鍵是分析實驗過程中的變化實質．如果沒有將變化過程中的反應弄清楚，則極易出錯．