Question

14．SiO₂作為牙膏的高檔摩擦劑具有潔齒能力強、理化性能好等特點，適于生產高檔透明牙膏．下圖是工業(yè)生產SiO₂的工藝流程圖．請回答相關問題．
【相關資料】硅酸，化學式不用填為H₂SiO₃．難溶于水．實驗室常用硅酸鹽和強酸反應制得．受熱易分解為二氧化硅不用填和水．

（1）反應過程中要不斷攪拌且保持溫度為80～95℃，目的是使反應物充分接觸并使反應充分進行；
（2）寫出反應釜中發(fā)生復分解反應的化學方程式Na₂SiO₃+H₂SO₄═SiO₂+Na₂SO₄+H₂O；
（3）上述反應生成物中，屬于鹽類物質的陰離子SO₄^2-（填離子符號）；
（4）操作A的名稱是過濾，洗滌的目的有洗去表面的可溶性雜質和不溶性雜質；
（5）操作B的名稱是干燥，為順利完成此操作，通常將產品均勻鋪開置于鼓風箱中，這樣做的目的是增加產品和空氣的接觸面積，以便產品快速干燥；
（6）檢驗產品已經洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液，蒸發(fā)，若無固體析出，則已經洗凈；或取最后一次洗滌液，滴加硝酸鋇（或氯化鋇），若無沉淀生成，則已經洗凈．

Answer 1

分析 題目給出一個物質制備過程，相對而言該工藝陌生，但是考查內容是相對熟悉的實驗操作過程．所以要從轉化中提煉操作以及注意事項．硅酸鈉是陌生的物質，其反應也是沒接觸過，但是它是一種鹽，而加入酸，鹽和酸之間就要反應，結合碳酸鈉性質，可以類推出應該是Na₂SiO₃+H₂SO₄═SiO₂+Na₂SO₄+H₂O．其余問題就迎刃而解．

解答 解：硅酸鈉是陌生的物質，其反應也是沒接觸過，但是它是一種鹽，而形式上和碳酸鈉很相似，碳酸鈉和硫酸反應時反應為Na₂CO₃+H₂SO₄═CO_2^↑+Na₂SO₄+H₂O．硅酸鈉加入酸，鹽和酸之間就要反應，結合碳酸鈉性質，可以類推出應該是Na₂SiO₃+H₂SO₄═SiO₂+Na₂SO₄+H₂O．二氧化硅不溶解于水，所以過濾、洗滌、干燥后后可以得到純凈的二氧化硅，粉碎后即可使用．
（1）反應過程中要不斷攪拌且保持溫度為80～95℃，攪拌的目的是硫酸液體和硅酸鈉固體充分接觸進而加快反應的速度，使反應進行的充分．保持相對穩(wěn)定的高溫，是溫度越高，反應進行的也就越快．所以攪拌加熱目的是使反應物充分接觸并使反應充分進行并且反應進行快；
（2）硅酸鈉和碳酸鈉的形式相似，根據(jù)對應產物可推出發(fā)生反應的化學方程式為：Na₂SiO₃+H₂SO₄═SiO₂+Na₂SO₄+H₂O；
（3）上述反應生成物中，二氧化硅和水是非金屬氧化物，硫酸鈉是金屬陽離子和酸根離子硫酸根離子形成的鹽．所以屬于鹽類物質的陰離子 是硫酸根離子，帶兩個單位負電荷，為SO₄^2-；
（4）操作A實現(xiàn)的是固液分離，所以名稱是：過濾，洗滌的目的有：洗去表面的可溶性雜質和不溶性雜質；
（5）操作B是去掉水蒸氣，所以名稱是烘干或者干燥，為順利完成此操作，通常將產品均勻鋪開置于鼓風箱中，這樣做的目的是增加產品和空氣的接觸面積，以便產品快速干燥；
（6）檢驗產品已經洗滌干凈，由于干凈與否就是看是否殘留了可溶性物質，所以既可以看洗滌后的液體中蒸發(fā)后是否有參與物質，由于參與固體只能是可溶性的硫酸鈉，也可以采用檢驗硫酸根離子的形式，所以可以采取對洗滌液加入可溶性鋇離子的形式檢驗．所以方法是取最后一次洗滌液，蒸發(fā)，若無固體析出，則已經洗凈；或取最后一次洗滌液，滴加硝酸鋇（或氯化鋇），若無沉淀生成，則已經洗凈．
故答案為：（1）使反應物充分接觸并使反應充分進行；
（2）Na₂SiO₃+H₂SO₄═SiO₂+Na₂SO₄+H₂O；
（3）SO₄^2-；
（4）過濾，洗去表面的可溶性雜質，不溶性雜質；
（5）烘干，增加產品和空氣的接觸面積，以便產品快速干燥；
（6）取最后一次洗滌液，蒸發(fā)，若無固體析出，則已經洗凈；或取最后一次洗滌液，滴加硝酸鋇（或氯化鋇），若無沉淀生成，則已經洗凈．

點評 從過程中分析和推斷物質轉化過程的原理和方法，進而結合相關的實驗的操作以及物質轉化關系進行解答．