Question

【題目】高純二氧化硅可用來制造光纖。某蛇紋石的成分見下表：

組分	SiO2	MgO	Na2O	K2O	Fe2O3
質量分數/%	59.20	38.80	0.25	0.50	0.8

通過下圖流程可由蛇紋石制備較純凈的二氧化硅。

（1）蛇紋石中涉及的可溶性金屬氧化物有____________（寫化學式）。

（2）步驟①中涉及SiO2反應的離子方程式為________________。

（3）濾渣A 的成分有______________________（填化學式）。

（4）步驟②中洗滌沉淀的方法是_____________________。

（5）步驟③反應的化學方程式為______________________；實驗室進行步驟③需要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、和________________。

Answer 1

【答案】Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀，讓水自然流下，重復操作2至3次 H2SiO3SiO2+H2O 坩堝鉗、三腳架

【解析】

蛇紋石(含SiO2、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3)加入足量氫氧化鈉進行堿浸溶解，SiO2可與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉，Na2O、K2O可與氫氧化鈉溶液中的水反應生成氫氧化鈉和氫氧化鉀；MgO、Fe2O3不與氫氧化鈉溶液反應，也不溶于水，則濾渣A為MgO、Fe2O3，濾液A主要含有K+、Na+、OH-、SiO32-，加入過量鹽酸中和濾液A中的堿，同時SiO32-在酸性條件下轉化為H2SiO3沉淀，經過濾、洗滌，得到濾渣B為H2SiO3，對其煅燒分解生成SiO2，據此分析解答。

(1)根據分析，蛇紋石中含有的可溶性金屬氧化物有Na2O和K2O，它們能與水反應生成氫氧化鈉和氫氧化鉀；

(2)二氧化硅屬于酸性氧化物，可與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，反應的離子方程式為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；

(3)氧化鈉與氧化鉀屬于可溶性氧化物，氧化鋁屬于兩性氧化物，二氧化硅屬于酸性氧化物，上述四種物質都能溶解在氫氧化鈉溶液中，氧化鎂和氧化鐵屬于堿性氧化物且難溶于水，因此，濾渣A的成分有MgO和Fe2O3；

(4)步驟②生成沉淀的成分是硅酸，洗滌過濾出的沉淀的方法是：向過濾器中注入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出后，重復上述操作兩到三次；

(5)步驟③用灼燒的方法使硅酸分解生成二氧化硅，化學方程式為：H2SiO3SiO2+H2O，實驗室灼燒固體時需要用到的儀器有坩堝、泥三角、酒精燈、玻璃棒、坩堝鉗和三腳架。