Question

【題目】石英砂巖，是硅石中的一種，其主要化學(xué)成分可簡(jiǎn)單表示為MgAl4Si10O26(OH)2(假設(shè)雜質(zhì)均能溶于硫酸)，工業(yè)上擬用該物質(zhì)為原料制備高純度硅，其藝流程如圖所示：

（1）請(qǐng)將石英砂巖的組成用氧化物的形式表示：________________,酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有______________________________________。(答出兩點(diǎn))

（2）實(shí)驗(yàn)室用18.4mol·L-1的濃硫酸配制250mL4.8mol·L-1的硫酸，需量取濃硫酸_______mL(結(jié)果保留一位小數(shù))；配制時(shí)所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需__________________________。

（3）制備高純硅的過(guò)程中需要用到Cl2，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的離子反應(yīng)方程式：______________。

（4）請(qǐng)寫出b和H2反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用單線橋法表示該反應(yīng)過(guò)程中電子的轉(zhuǎn)移：_______________。

（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得濾液a中c(Al3+)=1.0mol·L-1，c(Mg2+)=0.28mol·L-1，某同學(xué)打算通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分離(當(dāng)離子濃度降到1.0×10-6mol·L-1時(shí)即視為完全分離)，則試劑X用_______(填“0.1mol·L-1NaOH或“0.1mol·L-1氨水”)較好；沉淀時(shí)應(yīng)控制溶液的pH值的取值范圍為_______(已知：KspAl(OH)3=8.0×10-33，Ksp[Mg(OH)2]=2.8×10-11，lg2=0.3，lg5=0.7)。

Answer 1

【答案】 .MgO·2Al2O3·10SiO2·H2O 加熱或適當(dāng)增大H+的濃度或?qū)⒌V石粉碎 65.2 250mL容量瓶、膠頭滴管 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O Si+4HCl 0.1mol·L-1氨水 [5.3，9.0)

【解析】(1)MgAl4Si10O26(OH)2用氧化物的形式表示為MgO·2Al2O3·10SiO2·H2O，酸浸時(shí)，為了提高浸取率，可以改變適當(dāng)?shù)臈l件，采取的措施通常有加熱或適當(dāng)增大H+的濃度或?qū)⒌V石粉碎，故答案為：MgO·2Al2O3·10SiO2·H2O；加熱或適當(dāng)增大H+的濃度或?qū)⒌V石粉碎；

(2)根據(jù)稀釋后硫酸的物質(zhì)的量不變，需量取濃硫酸的體積==0.0652L=65.2 mL，配制時(shí)所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需250mL容量瓶、膠頭滴管，故答案為：65.2；250mL容量瓶、膠頭滴管；

(3)實(shí)驗(yàn)室通常用濃鹽酸與二氧化錳加熱制備Cl2，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

(4)根據(jù)流程圖，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅，四氯化硅和H2反應(yīng)生成硅和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiCl4 + 2H24HCl + Si，反應(yīng)過(guò)程中電子的轉(zhuǎn)移用單線橋法表示為Si+4HCl，故答案為：Si+4HCl；

(5)由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能夠溶于過(guò)量的氫氧化鈉溶液，因此選用0.1mol·L-1氨水較為合理；當(dāng)開始沉淀Mg2+時(shí)，c(OH-)====1.0×10-5mol·L-1，pH=9.0，當(dāng)完全沉淀Mg2+時(shí)，c(OH-)====×10-3mol·L-1，pH在11~12之間，當(dāng)開始沉淀Al3+時(shí)，c(OH-)===2.0×10-11mol·L-1，pH=3.3，當(dāng)完全沉淀Al3+時(shí)，c(OH-)===2.0×10-9mol·L-1，pH=5.3，因此調(diào)節(jié)溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分離，需要控制溶液的pH值在[5.3，9.0) ，故答案為：0.1mol·L-1氨水；[5.3，9.0)。