Question

用高岭土(主要成分是Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O，并含有少量的CaO，Fe₂O₃)研制新型净水剂(铝的化合物)，其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融．冷却后，用水浸取熔块，过滤，弃去残渣．滤液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液．溶液即为净水剂．

(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al₂O₃与纯碱反应和SiO₂与纯碱反应相似)：________、________．

(2)最后沉淀物是________，生成该沉淀的离子方程式是________．

(3)实验中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚，本实验在熔融土样时，应选用________坩埚．

Answer 1

答案：
解析：

【解答】(1)Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑,　　Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑ 　　(2)H4SiO4(或H2SiO3),＋2H+＋H2O＝H4SiO4↓(或＋2H+＝H2SiO3↓) 　　(3)铁 　　【巧解导析】由玻璃工业的反应原理知纯碱与SiO2的反应为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，类比可写出纯碱与Al2O3的反应Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑．故用水浸取熔块所得滤液为Na2SiO3，NaAlO2的混合溶液，用盐酸酸化时可发生反应：Na2SiO3＋H2O＋2HCl＝2NaCl＋H4SiO4↓(或Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓)，NaAlO2＋HCl＋H2O＝NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O．故沉淀为H4SiO4(或H2SiO3)．又因Na2CO3能与SiO2，Al2O3在加热时反应，故熔融土样时不能用瓷坩埚、氧化铝坩埚，只能用铁坩埚．

提示：

【巧解点悟】解题的关键是分析实验过程中的变化实质．如果没有将变化过程中的反应弄清楚，则极易出错．