Question

硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是 SiO₂和有机质，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)₃的工艺流程。

（1）粗硅藻土高温煅烧的目的是     。
（2）反应Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化学方程式是     ；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是     。
（3）实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：
步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。
步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。
步骤3：向硅酸浊液中加入NH₄F溶液、饱和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4：将K₂SiF₆转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。
步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L^－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有     。
a．蒸发皿  b．表面皿  c．瓷坩埚   d．铁坩埚
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是     。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是     。
④步骤4中滴定终点的现象为     。
⑤样品中SiO₂的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为     。

Answer 1

（1）除去有机质
（2）①NaAlO₂＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃②氢氧化铝分解吸收热量，且生成高熔点的氧化铝覆盖在表面
（3）①d②实验中产生的HF能与玻璃仪器中的SiO₂等物质反应③洗去沉淀表面的HF等杂质；增大K⁺浓度，减少K₂SiF₆的损失④最后一滴滴入后溶液由无色变为粉红色，且30 s不褪色⑤HF＋OH^－＝F^－＋H₂O

试题分析：（1）硅藻土中含有有机质，高温锻烧除去有机质。（2）NaAlO₂溶液中通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠；氢氧化铝分解生成氧化铝和水。氧化铝熔点高覆盖在表面且氢氧化铝分解吸热。（3）①灼烧固体应使用坩埚，但瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅能与氢氧化钾反应，所以应使用铁坩埚。②玻璃仪器中含有二氧化硅，实验中产生的HF能与二氧化硅反应，所以使用塑料漏斗和塑料烧杯。③用饱和KCl溶液洗涤沉淀，增大K⁺浓度，减少K₂SiF₆的损失同时洗去沉淀表面的HF等杂质；④水解液呈酸性，加入酚酞呈无色，当滴加最后一滴溶液时，溶液呈红色且30s不变色，即为终点。⑤若以硅酸与氢氧化钠反应计算，则二氧化硅的质量分数为；若以HF与氢氧化钠反应计算，则二氧化硅的质量分数为。所以滴定时反应离子方程式为HF＋OH^－＝F^－＋H₂O。