Question

硅藻土是由硅藻死亡后的遺骸沉積形成的，主要成分是SiO₂和有機質(zhì)，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)．精制硅藻土 因為吸附性強、化學性質(zhì)穩(wěn)定等特點被廣泛應用，如圖是生產(chǎn)精制硅藻土并獲得Al（OH）₃的工藝流程：

（1）粗硅藻土高溫燃燒的目的是

 

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（2）反應Ⅲ中生成Al（OH）₃，沉淀的化學方程式是

 

，氫氧化鋁常用作阻燃劑，其原因是

 

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（3）硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽能電池光電轉(zhuǎn)化的基礎材料，用硅制作太陽能電池時，為減弱光在硅表面的反射，采用化學腐蝕法在其表面形成粗糙的多孔硅層，腐蝕劑常用的NHO₂和HF的混合液，硅表面首先形成SiO₂，最后轉(zhuǎn)化為H₂SiF₄．用化學方程式表示SiO₂轉(zhuǎn)化為H₂SiF₄的過程

 

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Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用,硅和二氧化硅

專題：

分析：硅藻土中含有二氧化硅和有機質(zhì)及少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)，這些物質(zhì)中只有有機物能燃燒；
向所得固體中加入稀硫酸，發(fā)生的反應為Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₃O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、MgO+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O，二氧化硅不反應，過濾后得到的固體主要成分是SiO₂，然后烘干得到硅藻土；
向濾液中加入過量NaOH溶液，發(fā)生反應Fe₂（SO₄）₃+6NaOH=2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+8NaOH=2NaAlO₂+3Na₂SO₄+4H₂O、MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，然后過濾，向濾液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，過濾得到固體Al（OH）₃，
（1）粗硅藻土高溫燃燒過程中只有有機質(zhì)燃燒，其它物質(zhì)不發(fā)生反應；
（2）反應III中偏鋁酸鈉和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水蒸氣且吸收熱量，氧化鋁熔點較高，一般條件下不熔融；
（3）二氧化硅和HF反應生成H₂SiF₄和水．

解答： 解：硅藻土中含有二氧化硅和有機質(zhì)及少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO等雜質(zhì)，這些物質(zhì)中只有有機物能燃燒；
向所得固體中加入稀硫酸，發(fā)生的反應為Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₃O、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、MgO+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O，二氧化硅不反應，過濾后得到的固體主要成分是SiO₂，然后烘干得到硅藻土；
向濾液中加入過量NaOH溶液，發(fā)生反應 Fe₂（SO₄）₃+6NaOH=2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+8NaOH=2NaAlO₂+3Na₂SO₄+4H₂O、MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，然后過濾，向濾液中通入過量二氧化碳，發(fā)生反應NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，過濾得到固體Al（OH）₃，
（1）粗硅藻土高溫燃燒過程中只有有機質(zhì)燃燒，其它物質(zhì)不發(fā)生反應，所以粗硅藻土高溫燃燒的目的是除去有機質(zhì)，故答案為：除去有機質(zhì)；
（2）反應III中偏鋁酸鈉和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水蒸氣且吸收熱量，氧化鋁熔點較高，一般條件下不熔融，所以氫氧化鋁可以作阻燃劑，
故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氫氧化鋁分解吸收熱量，且生成高熔點的氧化鋁覆蓋在表面；
（3）二氧化硅和HF反應生成H₂SiF₄和水，反應方程式為SiO₂+6HF=H₂SiF₆+2H₂O，故答案為：SiO₂+6HF=H₂SiF₆+2H₂O．

點評：本題考查混合物的分離、提純綜合應用，側(cè)重考查學生分析、綜合應用能力，明確每個過程中發(fā)生的反應及操作步驟，知道物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關鍵，會正確書寫相應的方程式，熟練掌握基本操作、元素化合物知識，題目難度中等．