Question

16．硅酸钠被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一．如图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）制备硅酸钠的工艺流程示意简图：

（1）要将洗出液中的溶质析出，采用的方法是蒸发（填：“蒸发”、“降温”）结晶；蒸发时用到的硅酸盐仪器有蒸发皿、酒精灯、带铁圈的铁架台．
（2）上流程中加入NaOH溶液，反应的离子方程式为SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（3）用上述残渣中的氧化铁焊接铁轨，其铝热反应的化学方程式为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe．请在方程式中用“单线桥”标出电子转移方向和数目．

Answer 1

分析 向海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）中加入水，NaCl溶于水，Fe₂O₃、SiO₂不溶于水，然后过滤，将难溶物研磨，然后加入NaOH溶液，SiO₂属于酸性氧化物，能溶解SiO₂生成Na₂SiO₃，Fe₂O₃不溶于NaOH溶液，过滤得到的残渣为Fe₂O₃，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤后得到硅酸钠晶体，滤液中含有部分硅酸钠和NaOH，
（1）NaCl能溶于水，从NaCl溶液中得到NaCl晶体，可以采用蒸发结晶的方法；根据仪器用途选取合适的仪器；
（2）NaOH能和SiO₂反应生成Na₂SiO₃和水；
（3）该反应中Fe元素化合价由+3价变为0价、Al元素化合价由0价变为+3价，转移电子数为6．

解答 解：向海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）中加入水，NaCl溶于水，Fe₂O₃、SiO₂不溶于水，然后过滤，将难溶物研磨，然后加入NaOH溶液，SiO₂属于酸性氧化物，能溶解SiO₂生成Na₂SiO₃，Fe₂O₃不溶于NaOH溶液，过滤得到的残渣为Fe₂O₃，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤后得到硅酸钠晶体，滤液中含有部分硅酸钠和NaOH，
（1）NaCl能溶于水，从NaCl溶液中得到NaCl晶体，可以采用蒸发结晶的方法；蒸发时使用的仪器有盛放液体的蒸发皿、用于加热的仪器酒精灯、盛放蒸发皿的带铁圈的铁架台，
故答案为：蒸发；蒸发皿、酒精灯、带铁圈的铁架台；
（2）NaOH能和SiO₂反应生成Na₂SiO₃和水，离子反应方程式为SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）该反应中Fe元素化合价由+3价变为0价、Al元素化合价由0价变为+3价，转移电子数为6，
电子转移方向和数目为，故答案为：．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，涉及基本操作、氧化还原反应、离子方程式书写、仪器的选取等知识点，明确基本操作方法、物质之间的反应是解本题关键，难点是电子转移方向和数目的表示方法．