Question

某科研小組用高嶺土（主要成分是Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O并含少量CaO、Fe₂O₃）研制新型凈水劑（鋁的化合物）．其實步驟如下：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）寫出熔融時主要成分（Al₂O₃）與純堿的反應方程式（Al₂O₃與純堿反應和SiO₂與純堿的反應相似）

 

．
（2）最后沉淀物是

 

；生成該沉淀的離子方程式是

 

．
（3）實驗室常用的坩堝有瓷坩堝、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

考點：硅和二氧化硅,含硅礦物及材料的應用

專題：碳族元素

分析：（1）Al₂O₃與純堿反應和SiO₂與純堿的反應相似，則將揮發性酸酐從其鹽酸中代換出來，即Al₂O₃與碳酸鈉反應生成偏鋁酸鈉與二氧化碳；
（2）氧化鋁與碳酸鈉反應生成偏鋁酸鈉，二氧化硅與碳酸鈉反應也生成硅酸鋁，再加入足量的鹽酸，得到偏鋁酸鈉、硅酸，最終沉淀為硅酸；
（3）瓷坩堝中含有二氧化硅，二氧化硅、氧化鋁都能與碳酸鈉在高溫下反應，應選擇鐵坩堝．

解答： 解：（1）Al₂O₃與純堿反應和SiO₂與純堿的反應相似，則將揮發性酸酐從其鹽酸中代換出來，即Al₂O₃與碳酸鈉反應生成偏鋁酸鈉與二氧化碳，化學反應方程式為：Na₂CO₃+Al₂O₃ 

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，
故答案為：Na₂CO₃+Al₂O₃ 

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑；
（2）氧化鋁與碳酸鈉反應生成偏鋁酸鈉，二氧化硅與碳酸鈉反應也生成硅酸鋁，再加入足量的鹽酸，偏鋁酸鈉與鹽酸反應得到偏鋁酸鈉，而硅酸鈉與鹽酸反應得到硅酸，硅酸不溶于水，最終沉淀為硅酸，生成沉淀的離子方程式為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，
故答案為：H₂SiO₃；SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）瓷坩堝中含有二氧化硅，二氧化硅、氧化鋁都能與碳酸鈉在高溫下反應，本實驗不能選擇瓷坩堝、氧化鋁坩堝熔融土樣，應選擇鐵坩堝，
故答案為：鐵．

點評：本題考查硅化合物性質、含硅材料的應用等，比較基礎，側重考查學生對知識的理解掌握及遷移應用．