(1)该矿石用盐的组成可表示为:Mg2SiO4; (2)该矿石用氧化物的组成可表示为:2MgO?SiO2 (3)Mg2SiO4属于盐类,且属于硅酸盐;
(4)Mg2SiO4溶于与稀盐酸生成MgCl2和SiO2,发生反应的化学方程式为2MgO·SiO2+4HCl=2MgCl2+2H2O+SiO2。 【点睛】
硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为:活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水的顺序书写;注意:①氧化物之间以“?”隔开;②系数配置出现的分数应化为整数;③金属氧化物在前(活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物),非金属氧化物在后。
14.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表:
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____________。 【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2~3次 H2SiO3 【解析】 【分析】
用足量的氢氧化钠浸泡,二氧化硅可以和氢氧化钠反应生成硅酸钠,过滤得滤液A为硅酸钠溶液,MgO和Fe2O3不能与氢氧化钠反应,滤渣A为MgO和Fe2O3,氧化钠、氧化钾与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;硅酸钠溶液中加入盐酸生成硅酸沉淀,过滤、洗涤得滤渣B为硅酸,煅烧硅酸可得二氧化硅;
加热SiO2+H2O 坩埚钳 三脚架
(1)氧化钠、氧化钾、氧化铁、氧化镁、二氧化硅中,氧化钠、氧化钾为可溶性金属氧化物;
(2)二氧化硅为酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水; (3)与氢氧化钠溶液不反应的氧化物为滤渣;
(4)加入盐酸后的沉淀为硅酸,选择洗涤过滤后的硅酸的方法;
(5)硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水;依据灼烧固体操作选择合适的仪器。 【详解】
(1)蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O、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:H2SiO3
加热SiO2+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。
15.粗硅中含有铁和锡(Sn)等杂质,粗硅与氯气反应可生成SiCl4,SiCl4经提纯后用氢气还原可得高纯硅。实验室用下列装置模拟制备SiCl4。已知:SiCl4的熔点是-70℃,沸点是57.6℃,易与水反应;Sn Cl4的熔点是-33℃,沸点是114℃
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______;装置A烧瓶中发生反应的离子方程式是____________。 (2)装置C中盛放的试剂是_____________,作用是___________________;玻璃管b的作用是_______________________。
(3)装置E的烧杯中盛放冰水的目的是______________________。 (4)装置F中碱石灰的作用是____________________________。
(5)装置E烧瓶中得到的SiCl4中溶有少量的杂质FeCl3和SiCl4,可以通过___________方法提纯。
【答案】分液漏斗 MnO2+ 4H++2Cl-【解析】 【分析】
Mn2++2H2O+ Cl2↑ 浓硫酸 干燥氯气 调节装置
内外压强平衡 冷凝并收集SiCl4 吸收多余的Cl2,防止外界水蒸气进入E的烧瓶中 蒸馏
制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置,B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl,再用C(浓H2SO4)除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应,用冷水将产生SiCl4冷凝即可,以此解答。 【详解】
(1)依据仪器a形状可知a为:分液漏斗;装置A烧瓶中二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下生成氯气,方程式为:MnO2+ 4H++2Cl-
ΔMn2++2H2O+ Cl2↑;
(2)生成的氯气中混有水蒸气,需要通过浓硫酸除去,装置C中盛放的试剂是浓硫酸;作用是干燥氯气;玻璃管b的作用是调节装置内外压强平衡;
(3)D中氯气和粗硅反应生成SiCl4气体,装置E放在冰水中可以冷凝并收集SiCl4; (4)氯气有毒需要除去多余的氯气,同时也要避免空气中的水蒸气进入装置中,则装置F中碱石灰的作用是吸收多余的Cl2,防止外界水蒸气进入E的烧瓶中;
(5)已知:SiCl4的熔点是-70℃,沸点是57.6℃,易与水反应;SnCl4的熔点是-33℃,沸点是114℃,三种沸点差别很大,可以用蒸馏的方法进行提纯。