Question

【題目】白炭黑（SiO2·nH2O）廣泛用于硅橡膠、塑料、油漆涂料等，制備白炭黑的方法主要有兩種。

（l）向硅酸鈉溶液中通人熱的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：____________。

（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熔融反應器適宜的材質是_________（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___________

③ 步驟Ⅳ通入過量二氧化碳并控制pH=8-9，碳酸化時發生反應的離子方程式為_____________

④ 向步驟V過濾得到的濾液中加人石灰乳，發生苛性化反應，會重新生成Na0H，該反應的化學方程式為____________。

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___________（填“正確”或“不正確”)

Answer 1

【答案】 > 2HCl+Na2SiO3+(n-1)H2O=SiO2·nH2O↓+2NaCl 不銹鋼 加快浸取速率 SiO32-+2CO2+(n+1)H2O=SiO2·nH2O↓+2HCO32- NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O 不正確

【解析】(l）① 氯化氫是共價化合物，其電子式為；硅酸是弱酸，SiO32-在溶液中要水解，則常溫下Na2SiO3溶液的pH> 7，顯堿性；

② 向硅酸鈉溶液中通人熱的HCl氣體得SiO2·nH2O和NaCl，根據原子守恒配平得反應化學方程式為2HCl+Na2SiO3+(n-1)H2O=SiO2·nH2O↓+2NaCl；

(2）① 高溫下NaOH可以和二氧化硅反應生成硅酸鈉，則步驟1熔融反應器適宜的材質不能是陶瓷或玻璃，應選擇不銹鋼；

② 升高溫度可以加快反應速率，步驟Ⅱ在稍低于100℃ 時進行水浸的目的是加快浸取速率；

③ 根據強酸制弱酸的原理，步驟Ⅳ通入過量二氧化碳并控制pH=8-9，可生成碳酸氫鈉和SiO2·nH2O，根據電荷守恒及原子守恒，可得碳酸化時發生反應的離子方程式SiO32-+2CO2+(n+1)H2O=SiO2·nH2O↓+2HCO32-；

④向步驟V過濾得到的濾液中含有碳酸氫鈉，加人石灰乳，會重新生成Na0H和碳酸鈣沉淀，發生反應的化學方程式為NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O；

⑤ 酸化后生成的SiO2·nH2O表面有附著的碳酸氫鈉溶液，用無水酒精洗滌無法除去碳酸氫鈉，得到的產品不純，故此操作不正確。