Question

某碳素鋼鍋爐內(nèi)水垢的主要成分是碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂、鐵銹、二氧化硅等．水垢會形成安全隱患，需及時清洗除去．清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH 和 Na₂CO₃混合液，加熱，浸泡數(shù)小時；
Ⅱ．放出洗滌廢液，清水沖洗鍋爐，加入稀鹽酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗達(dá)標(biāo)，用NaNO₂溶液鈍化鍋爐．
（資料在線：K₃[Fe（CN）₆]溶液遇亞鐵鹽會生成藍(lán)色沉淀．）
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化學(xué)方程式是

 

．
（2）在步驟Ⅱ中：
①被除掉的水垢除鐵銹外，還有

 

．
②清洗過程中，溶解的鐵銹會加速鍋爐腐蝕，用離子方程式解釋其原因

 

．
（3）步驟Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是

 

．
（4）步驟Ⅳ中，鈍化后的鍋爐表面會覆蓋一層致密的Fe₃O₄保護(hù)膜．
①完成并配平其反應(yīng)的離子方程式：

 

Fe+

 

NO₂+

 

H₂O═

 

N₂↑+

 

+

 

②鈍化效果的檢測一般可用濾紙浸漬配好的檢測液后貼附于待測樣品表面或直接將溶液涂、滴于待測表面．下面檢測鈍化效果的方法合理的是

 

．
a．在爐面上滴加濃H₂SO₄，觀察溶液出現(xiàn)棕黃色的時間
b．在爐面上滴加酸性CuSO₄溶液，觀察藍(lán)色消失的時間
c．在爐面上滴加濃HNO₃，觀察出現(xiàn)紅棕色氣體的時間
d．在爐面上滴加酸性K₃[Fe（CN）₆]溶液，觀察出現(xiàn)藍(lán)色沉淀的時間．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）用NaOH溶解二氧化硅，反應(yīng)生成硅酸鈉和水；
（2）①加入稀鹽酸，與碳酸鈣、氫氧化鎂、鐵銹均反應(yīng)、二氧化硅與HF酸反應(yīng)；
②溶解的鐵銹會加速鍋爐腐蝕，發(fā)生鐵與鐵離子的反應(yīng)；
（3）步驟Ⅲ中，加入Na₂SO₃，與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）①由Fe+□NO₂^-+□H₂O═□N₂↑，可知Fe元素的化合價升高，N元素的化合價降低，由電子守恒可知，還生成四氧化三鐵，由電荷守恒可知還生成OH^-；
②鈍化時表面生成致密的氧化物，阻止Fe反應(yīng)，則檢測鈍化效果，可利用鐵的性質(zhì)分析．

解答： 解：（1）用NaOH溶解二氧化硅，反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)為SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，故答案為：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（2）①加入稀鹽酸，與碳酸鈣、氫氧化鎂、鐵銹均反應(yīng)，二氧化硅與HF酸反應(yīng)，則還有CaCO₃、Mg（OH）₂、SiO₂，故答案為：CaCO₃、Mg（OH）₂、SiO₂；
②溶解的鐵銹會加速鍋爐腐蝕，發(fā)生鐵與鐵離子的反應(yīng)，離子反應(yīng)為2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（3）步驟Ⅲ中，加入Na₂SO₃，與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其目的為將Fe³⁺還原成Fe²⁺，防止Fe³⁺腐蝕鍋爐，故答案為：將Fe³⁺還原成Fe²⁺，防止Fe³⁺腐蝕鍋爐；
（4）①由Fe+□NO₂^-+□H₂O═□N₂↑，可知Fe元素的化合價升高，N元素的化合價降低，由電子守恒可知，還生成四氧化三鐵，由電荷守恒可知還生成OH^-，則該反應(yīng)為9Fe+8NO₂^-+4H₂O═4N₂↑+3Fe₂O₃+8OH^-，故答案為：9；8；4；4；3Fe₂O₃；8OH^-；
②鈍化時表面生成致密的氧化物，阻止Fe反應(yīng)，ac中濃硫酸、濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，不能檢測，而bd中均與Fe反應(yīng)，現(xiàn)象明顯，所以檢測鈍化效果最好為bd，故答案為：bd．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及混合物分離提純、溶解平衡及氧化還原反應(yīng)的配平等，側(cè)重高考高頻考點(diǎn)的考查，注意（5）中檢測鈍化效果為解答的難點(diǎn)，注意利用鐵的性質(zhì)來解答，題目難度中等．