Question

【题目】高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表：

组分	SiO2	MgO	Na2O	K2O	Fe2O3
质量分数/%	59.20	38.80	0.25	0.50	0.8

通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。

（1）蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有____________（写化学式）。

（2）步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为________________。

（3）滤渣A 的成分有______________________（填化学式）。

（4）步骤②中洗涤沉淀的方法是_____________________。

（5）步骤③反应的化学方程式为______________________；实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、和________________。

Answer 1

【答案】Na2O、K2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O MgO和Fe2O3 向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2至3次 H2SiO3SiO2+H2O 坩埚钳、三脚架

【解析】

蛇纹石(含SiO2、MgO、Na2O、K2O、Fe2O3)加入足量氢氧化钠进行碱浸溶解，SiO2可与氢氧化钠反应生成硅酸钠，Na2O、K2O可与氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾；MgO、Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应，也不溶于水，则滤渣A为MgO、Fe2O3，滤液A主要含有K+、Na+、OH-、SiO32-，加入过量盐酸中和滤液A中的碱，同时SiO32-在酸性条件下转化为H2SiO3沉淀，经过滤、洗涤，得到滤渣B为H2SiO3，对其煅烧分解生成SiO2，据此分析解答。

(1)根据分析，蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O和K2O，它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾；

(2)二氧化硅属于酸性氧化物，可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；

(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物，氧化铝属于两性氧化物，二氧化硅属于酸性氧化物，上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中，氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水，因此，滤渣A的成分有MgO和Fe2O3；

(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸，洗涤过滤出的沉淀的方法是：向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复上述操作两到三次；

(5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅，化学方程式为：H2SiO3SiO2+H2O，实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。