Question

江苏东海有蛭石．蛭石为一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐，是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物，因为其受热膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故此得名蛭石．膨化后的蛭石呈颗粒状，有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能，但不耐酸．
（1）某硅酸盐矿石的组成可以看作SiO₂中有

1

3

的Si被Al置换，再由K平衡其电荷形成的．
该矿石得组成以氧化物的形式表示为

 

．
（2）某校研究性学习小组取得了某种牌号的膨化蛭石样品，其成分可以用氧化物（MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、
SiO₂、H₂O）的形式表示．为研究蛭石的组成，拟进行实验探究，实验流程及相关数据如下：

①固体A的化学式是

 

②固体F的物质的量是

 

③通过计算，给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式．

 

．

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,硅和二氧化硅

专题：碳族元素,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）设有1molSiO₂，

1

3

被置换后，余

2

3

molSiO₂，少了

1

3

molSi和

2

3

mol的O． 等物质的量的Si被Al置换后为

1

6

molAl₂O₃，O还少（

2

3

-3×

1

6

）mol即有

1

6

molK₂O；
（2）膨化蛭石与盐酸反应生成氯化镁、氯化铁、氯化铝和没有反应的二氧化硅以及多余的盐酸，然后过滤，滤液中含有镁离子、铁离子和铝离子，向滤液中加入氢氧化钠得到氢氧化铁、氢氧化镁沉淀，和偏铝酸钠溶液，然后分析解题．

解答： 解：（1）设有1molSiO₂，

1

3

被置换后，余

2

3

molSiO₂，少了

1

3

molSi和

2

3

mol的O． 等物质的量的Si被Al置换后为

1

6

molAl₂O₃，O还少（

2

3

-3×

1

6

）mol即有

1

6

molK₂O，所以矿石得组成以氧化物的形式表示为有

1

6

K₂O?

1

6

lAl₂O₃?，

2

3

SiO₂SiO2，即K₂O?Al₂O₃?4SiO₂，故答案为K₂O?Al₂O₃?4SiO₂；
（2）固体F是氢氧化铝，n=

m

M

=

1.56g

78g/mol

=0.02mol，故答案为0.02mol；
（3）设固体G中氧化铁的物质量为xmol，氧化镁为ymol，则由题意可知：

160x+40y=4.8 214x+58y=6.78

；解之得：x=0.01mol，y=0.08mol，而二氧化硅的物质的量为

2.4g

60g/mol

=0.04mol，所以水的物质量为=

8.58g-2.4g-4.80g- 0.02 2 ×102g

18g/mol

=0.02mol，
则n（MgO）：n（Fe₂O₃）：n（Al₂O₃）：n（SiO₂）：n（H₂O）=0.08：0.01：0.01：0.04：0.02=8：1：1：4：2即组成为：8MgO?Al₂O₃?Fe₂O₃?4SiO₂?2H₂O，
故答案为：8MgO?Al₂O₃?Fe₂O₃?4SiO₂?2H₂O．

点评：本题考查Mg、Al、Fe、Si等元素化合物知识与物质的分离提纯的应用、物质的量计算等知识点，难度中等，理解工艺流程图是解题关键，是对知识的综合运用与对学生能力考查．