Question

5．硅藻土是由硅藻死亡后的遺骸沉積形成的，主要成分是SiO₂和有機(jī)質(zhì)，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)．精制硅藻土因?yàn)轭w粒�。ㄖ睆絻H幾微米）、吸附性強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用．圖1是生成精制硅藻土并獲得Al（OH）₃的工藝流程．請(qǐng)回答下列問題：

（1）粗硅藻土高溫煅燒的目的是除去有機(jī)物．實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行煅燒的裝置如圖2所示，儀器a的名稱是坩堝．
（2）反應(yīng)Ⅰ后得“過濾”應(yīng)該是普通（填“普通”或“減壓”）過濾，選擇的理由是硅藻土顆粒小，會(huì)堵塞濾紙，
（3）反應(yīng)Ⅱ后過濾，所得固體的主要成分是Fe（OH）₃、Mg（OH）₂．
（4）洗滌Al（OH）₃產(chǎn)品，下列方法最合適的是C．
A．先用稀鹽酸洗，后用冷水洗
B．先用NaOH溶液洗，后用冷水洗
C．先用冷水洗，后用酒精洗
D．先用酒精洗，后用冷水洗
（5）Al（OH）₃純度測(cè)定：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的樣品，在高溫下充分灼燒，冷卻后稱重．下列情形可能造成測(cè)定結(jié)果偏高的是BD．
A．固體中含有Na₂CO₃雜質(zhì)
B．固體中含有NaHCO₃雜質(zhì)
C．Al（OH）₃在灼燒前已部分分解
D．Al（OH）₃未完全干燥
（6）泡沫滅火器是將大量CO₂和氫氧化鋁等以泡沫的形式噴出．氫氧化鋁可用于滅火的原因是分解吸熱、氧化鋁會(huì)覆蓋可燃物、生成水蒸氣會(huì)排開周圍的空氣（寫出兩個(gè)）．

Answer 1

分析 硅藻土主要成分是SiO₂和有機(jī)質(zhì)，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)，將硅藻土在坩堝中煅燒，硅藻土中的有機(jī)物被灼燒，得到的固體中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等物質(zhì)，然后向溶液中加入硫酸，發(fā)生的反應(yīng)有Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、MgO+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后過濾得到固體為SiO₂，將固體烘干得到精制硅藻土；
向?yàn)V液中加入過量NaOH，發(fā)生的反應(yīng)為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，然后過濾，濾液中溶質(zhì)為NaAlO₂、NaOH，向?yàn)V液中通入過量二氧化碳，發(fā)生的反應(yīng)為Al O₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，過量得到氫氧化鋁沉淀，再結(jié)合題目分析解答．

解答 解：硅藻土主要成分是SiO₂和有機(jī)質(zhì)，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)，將硅藻土在坩堝中煅燒，硅藻土中的有機(jī)物被灼燒，得到的固體中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等物質(zhì)，然后向溶液中加入硫酸，發(fā)生的反應(yīng)有Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、MgO+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O，SiO₂不溶于稀硫酸，然后過濾得到固體為SiO₂，將固體烘干得到精制硅藻土；
向?yàn)V液中加入過量NaOH，發(fā)生的反應(yīng)為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，然后過濾，濾液中溶質(zhì)為NaAlO₂、NaOH，向?yàn)V液中通入過量二氧化碳，發(fā)生的反應(yīng)為Al O₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，過量得到氫氧化鋁沉淀，
（1）通過以上分析知，粗硅藻土高溫煅燒的目的是除去有機(jī)物，實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行煅燒的裝置如圖2所示，儀器a的名稱是坩堝，故答案為：除去有機(jī)物；坩堝；
（2）分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，反應(yīng)Ⅰ后得“過濾”應(yīng)該是普通過濾，因?yàn)楣柙逋令w粒小，會(huì)堵塞濾紙，故答案為：普通；硅藻土顆粒小，會(huì)堵塞濾紙；
（3）反應(yīng)Ⅱ后過濾，所得固體的主要成分是Fe（OH）₃、Mg（OH）₂，故答案為：Fe（OH）₃、Mg（OH）₂；
（4）洗滌Al（OH）₃是兩性氫氧化物，能溶于稀鹽酸和氫氧化鈉溶液，為抑制氫氧化鋁溶解，應(yīng)該用水洗然后用乙醇洗，乙醇具有揮發(fā)性，導(dǎo)致氫氧化鋁易干燥，故選C；
（5）Al（OH）₃純度測(cè)定：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的樣品，在高溫下充分灼燒，冷卻后稱重，
A．固體中含有Na₂CO₃雜質(zhì)，碳酸鈉不分解，會(huì)導(dǎo)致固體質(zhì)量減少的量降低，則測(cè)定結(jié)果偏低，故錯(cuò)誤；
B．固體中含有NaHCO₃雜質(zhì)，碳酸氫鈉受熱易分解，相同質(zhì)量的氫氧化鋁和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉減少的質(zhì)量上，所以導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，故正確；
C．Al（OH）₃在灼燒前已部分分解，會(huì)導(dǎo)致固體在灼燒前后質(zhì)量減少降低，則測(cè)定結(jié)果偏低，故錯(cuò)誤；
D．Al（OH）₃未完全干燥，會(huì)導(dǎo)致固體在灼燒前后質(zhì)量減少增加，所以沉淀結(jié)果偏高，故正確；
故選BD；
（6）泡沫滅火器是將大量CO₂和氫氧化鋁等以泡沫的形式噴出，氫氧化鋁分解是吸熱反應(yīng)，且分解生成的氧化鋁沒有可燃性，且會(huì)覆蓋可燃物，生成水蒸氣會(huì)排開周圍的空氣，
故答案為：分解吸熱、氧化鋁會(huì)覆蓋可燃物、生成水蒸氣會(huì)排開周圍的空氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)原理、物質(zhì)性質(zhì)，明確物質(zhì)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性是解本題關(guān)鍵，易錯(cuò)點(diǎn)是誤差分析．