Question

15．用高岭土（主要成分是Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O，并含有少量CaO、Fe₂O₃）研制新型净水剂（铝的化合物）．其步骤如下：将土样和纯碱混合均匀，加热熔融，冷却后加盐酸分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂．
（1）写出熔融时主要成分与纯碱反应的化学方程式（Al₂O₃与强碱反应相似）Na₂CO₃+Al₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑．
（2）最后的沉淀是H₂SiO₃，生成沉淀的离子方程式是SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
（3）实验室中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚，本实验应选用铁坩埚．

Answer 1

分析 （1）Al₂O₃与纯碱反应和SiO₂与纯碱的反应相似，则将挥发性酸酐从其盐酸中代换出来，即Al₂O₃与碳酸钠反应生成偏铝酸钠与二氧化碳；
（2）氧化铝与碳酸钠反应生成偏铝酸钠，二氧化硅与碳酸钠反应也生成硅酸铝，再加入足量的盐酸，得到偏铝酸钠、硅酸，最终沉淀为硅酸；
（3）瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅、氧化铝都能与碳酸钠在高温下反应，应选择铁坩埚．

解答 解：（1）Al₂O₃与纯碱反应和SiO₂与纯碱的反应相似，则将挥发性酸酐从其盐酸中代换出来，即Al₂O₃与碳酸钠反应生成偏铝酸钠与二氧化碳，化学反应方程式为：Na₂CO₃+Al₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑，
故答案为：Na₂CO₃+Al₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑；
（2）氧化铝与碳酸钠反应生成偏铝酸钠，二氧化硅与碳酸钠反应也生成硅酸铝，再加入足量的盐酸，偏铝酸钠与盐酸反应得到偏铝酸钠，而硅酸钠与盐酸反应得到硅酸，硅酸不溶于水，最终沉淀为硅酸，生成沉淀的离子方程式为：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，
故答案为：H₂SiO₃；SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅、氧化铝都能与碳酸钠在高温下反应，本实验不能选择瓷坩埚、氧化铝坩埚熔融土样，应选择铁坩埚，
故答案为：铁．

点评 本题考查硅化合物性质、含硅材料的应用等，比较基础，侧重考查学生对知识的理解掌握及迁移应用．