某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物).其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤,弃去残渣.滤液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂.(1)熔融时主要成分与纯碱的反应方程式(Al2O3与纯碱反应和SiO2与纯碱反应相似)为____________、____________.(2)最后沉淀物是____________,生成沉淀的离子方程式为____________.(3)净水剂的净水原理是____________.(4)实验室中常用的坩埚有瓷坩埚、铁坩埚和刚玉坩埚,本实验在熔融土样时应选用____________坩埚.

问题描述:

某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物).其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤,弃去残渣.滤液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂.
(1)熔融时主要成分与纯碱的反应方程式(Al2O3与纯碱反应和SiO2与纯碱反应相似)为____________、____________.
(2)最后沉淀物是____________,生成沉淀的离子方程式为____________.
(3)净水剂的净水原理是____________.
(4)实验室中常用的坩埚有瓷坩埚、铁坩埚和刚玉坩埚,本实验在熔融土样时应选用____________坩埚.

(1)高岭土的主要成分是Al2O3和SiO2,与纯碱的反应,首先要知道SiO2和纯碱的反应,为:SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑(条件为高温,要注意写),按题意,Al2O3与Na2CO3的反应与上述反应相似,则为Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑(条件也为高温),注意此处Al2O3对应的盐为NaAlO2(参照Al2O3与NaOH的反应产物)
(2)滤液中的Na2SiO3和NaAlO2用盐酸酸化后,生成H2SiO3沉淀、AlCl3,反应为:Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl,NaAlO2+4HCl=AlCl3+2H2O,因此结论是:沉淀为H2SiO3,离子方程式为:SiO32-+2H+=H2SiO3↓
(3)净水剂当然就是AlCl3,其净水原理是:Al3++3H2O=(此处为可逆号)Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体可吸附水中的悬浮杂质.
(4)瓷坩埚中含SiO2,刚玉坩埚的成分为Al2O3,高温下都可以和Na2CO3反应,当然不能用来熔融土样,所以选铁坩埚,因为铁不与Na2CO3反应.