Question

钾水玻璃以其优异的性能广泛用于防腐、铸造、油田、钻井或各种高档涂料中。钾水玻璃中硅含量的测定可以采用氟硅酸钾容量法，其步骤为：
①称取试样溶解在含有过量的氟离子和钾离子的强酸溶液中，硅能与氟离子、钾离子作用生成氟硅酸钾（K₂SiF₆）沉淀；
②沉淀分离后于热水中水解，生成HF、H₂SiO₃、KF；
③过滤除去硅酸沉淀，用氢氧化钠标准溶液滴定滤液。
（1）上述步骤②中的水解反应方程式为         ；步骤③中反应的离子方程式为：           。
（2）在步骤③中，若滴定前未用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管，则测得的硅元素含量将     (填“偏高”、或“偏低”或“不变”)。
（3）若每次称取试样的质量为1.00g，重复滴定四次，消耗1.00 mol·L^－1氢氧化钠标准溶液的体积为分别为16.80mL、19.90mL、20.00mL、20.10mL，试计算该试样中硅元素的质量分数（以二氧化硅计），写出计算过程。

Answer 1

（1）K₂SiF₆＋3H₂O=2KF＋H₂SiO₃＋4HF（2分）  HF+OH^—=F^—+H₂O （2分）
（2）偏高（2分）
（3）由题中数据可得出消耗氢氧化钠标准溶液体积的平均值为20.00ml（2分）
关系式：SiO₂～Si～4HF～4NaOH
60g              4mol
m(SiO₂)         20.00×10^—3L×1.0mol·L^－1
求得m(SiO₂)=0.30g（2分）
硅元素的质量分数（以二氧化硅计）：=30%（2分）

试题分析：（1）过滤除去硅酸沉淀，溶液中HF与氢氧化钠溶液反应；（2）若滴定前未用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管，导致滴定管中氢氧化钠溶液浓度降低，滴定相同量HF消耗的体积增大，故测得的硅元素含量将偏高；（3）剔除偏差较大的读数（16.80），平均体积为20.00mL，根据关系式计算可得。