Question

8．白炭黑（SiO₂•nH₂O）廣泛應(yīng)于硅橡膠、塑料、油漆涂料等，制備白炭黑的方法主要有兩種．
（1）向硅酸鈉溶液中通入熱的HCl氣體來制取白炭黑．
①氯化氫的電子式為．常溫下Na₂SiO₃溶液的pH＞（填“＞”“＜”或“=”） 7． ②用化學方程式表示該制備原理：2HCl+Na₂SiO₃+（n-1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2NaCl．
（2）以紅土鎳礦（含SiO₂、MgO、Fe₂O₃、NiO等）為原料制取白炭黑，其工藝流程如圖所示．

①步驟1熔融反應(yīng)器適宜的材質(zhì)是不銹鋼（填“陶瓷”“玻璃”或“不銹鋼”）．
②步驟Ⅱ在稍低于100℃時進行水浸的目的是加快浸取速率
③步驟Ⅳ通入過量二氧化碳并控制pH=8-9，碳酸化時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SiO₃^2-+2CO₂+（n+1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2HCO₃^-．
④向步驟V過濾得到的濾液中加人石灰乳，發(fā)生苛性化反應(yīng)，會重新生成NaOH，該反應(yīng)的化學方程式為NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O．
⑤步驟Ⅵ酸洗后再進行水洗，某同學為加快洗滌速率，將水洗換為用無水酒精洗滌，該同學的操作不正確 （填“正確”或“不正確”）．

Answer 1

分析 （1）①氯化氫為共價化合物，據(jù)此書寫；強堿弱酸鹽在溶液中水解顯堿性；
②硅酸鈉與氯化氫生成SiO₂•nH₂O和氯化鈉；
（2）紅土鎳礦（含SiO₂、MgO、Fe₂O₃、NiO等）與氫氧化鈉熔融，選擇不銹鋼材質(zhì)的反應(yīng)器，其中二氧化硅生成硅酸鈉，經(jīng)過水浸、過濾，得到硅酸鈉，然后通入過量二氧化碳并控制pH=8-9，碳酸化處理發(fā)生反應(yīng)：SiO₃^2-+2CO₂+（n+1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2HCO₃^-，過濾，固體經(jīng)過酸洗、水洗得到白炭黑，濾液與石灰乳發(fā)生苛性化反應(yīng)，重新生成NaOH，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）①氯化氫為共價化合物，電子式為：；硅酸鈉是強堿弱酸鹽，在溶液中顯堿性，故pH＞7；
故答案為：；＞；
②硅酸鈉與氯化氫生成SiO₂•nH₂O和氯化鈉，反應(yīng)為：2HCl+Na₂SiO₃+（n-1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2NaCl；
故答案為：2HCl+Na₂SiO₃+（n-1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2NaCl；
（2）①步驟1與氫氧化鈉熔融，氫氧化鈉反應(yīng)二氧化硅，故不能選擇陶瓷、玻璃材質(zhì)的反應(yīng)器，應(yīng)選擇不銹鋼；
故答案為：不銹鋼；
②為加快浸取速率，稍低于100℃時進行水浸；
故答案為：加快浸取速率；
③步驟Ⅳ通入過量二氧化碳并控制pH=8-9，反應(yīng)為硅酸鈉與過量的二氧化碳反應(yīng)生成產(chǎn)品和碳酸氫鈉，離子方程式為：SiO₃^2-+2CO₂+（n+1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2HCO₃^-；
故答案為：SiO₃^2-+2CO₂+（n+1）H₂O=SiO₂•nH₂O↓+2HCO₃^-；
④步驟V過濾得到的濾液，濾液的主要成分為碳酸氫鈉，中加人石灰乳，發(fā)生苛性化反應(yīng)，會重新生成NaOH，發(fā)生的反應(yīng)為：NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O；
故答案為：NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+NaOH+H₂O；
⑤將水洗換為用無水酒精洗滌白炭黑（SiO₂•nH₂O），其中的結(jié)晶水會溶于乙醇，得到的產(chǎn)品為二氧化硅，產(chǎn)品損失較大，故不正確；
故答案為：不正確．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備，涉及對工藝流程的理解、氧化還原反應(yīng)、對條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用能力，題目難度中等．