15.某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·SiO2·2H2O，并含有少量CaO、Fe2O3)制取含AlCl3的溶液作新型净水剂。
(1)首先他们将土样和纯碱混合均匀，加热熔融(已知Al2O3与Na2CO3的反应类似于SiO2)，此时发生的主要反应方程式为_________________________________。
(2)请你帮助他们完成下面的操作，写出有关化学方程式。
冷却后熔块滤液净水剂
解析：(1)由SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑可推知Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑，同时CaO+SiO2CaSiO3
(2)加热熔融后，混合物中含Na2SiO3、NaAlO2、CaSiO3、Na2CO3、Fe2O3，若直接加入酸，会使溶液中混有Fe3+，故应先用水溶解，过滤，得到Na2SiO3和Na2CO3、NaAlO2的混合液，利用AlO+4H+===Al3++2H2O，加入过量盐酸酸化，Na2SiO3→H2SiO3↓ Na2CO3→NaCl+CO2↑即得所需溶液。
答案：(1)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
(2)冷却后熔块滤液净水剂
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
NaAlO2+4HCl===NaCl+AlCl3+2H2O
16.实验室有一种含有少量二氧化硅的CaCO3样品，某同学想准确测定该样品的纯度。他取用2.0 g样品于烧杯中，把20.0 mL某盐酸分4次加入，充分反应后记录烧杯中固体质量(见下表)，请选择合适的数据并计算：
次序 稀盐酸 剩余固体 1 先加入5.0 mL 1.32 g 2 再加5.0 mL 0.64 g 3 再加5.0 mL 0.20 g 4 再加5.0 mL 0.20 g (1)该同学设计实验方案的依据是什么?_______________________________。
(2)是否需要第5次加入盐酸?为什么?____________________________。
(3)请选取合适数据计算该样品的纯度(含CaCO3的质量分数)。
(4)你还有什么其他方案?
方案一：_______________________
方案二：__________________________。
解析：(1)CaCO3与盐酸反应，SiO2与盐酸不反应。根据剩余固体(SiO2)的质量可求得CaCO3的质量。
(2)不需要第5次加入盐酸，因为第4次加入盐酸时，剩余固体的质量已不再减少。
(3)由表中3、4组数据，不难得出样品中含杂质SiO2为0.20 g。
w(CaCO3)=×100%=90%。
(4)可以利用SiO2与NaOH反应，加入足量NaOH溶液使SiO2溶解，过滤、洗涤、干燥，测固体质量即为CaCO3的质量，求得纯度。
也可以利用SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑和CaCO3CaO+CO2↑，加热熔融固体m g充分反应后测剩余固体质量m1 g，(m-m1) g即CO2质量，从而求得CaCO3的质量，进而得到CaCO3纯度。
答案：(1)CaCO3与盐酸反应，而SiO2与盐酸不反应，可根据剩余固体(即SiO2)的质量求得CaCO3的质量。
(2)不需要，因为第4次加入盐酸时剩余固体的质量已不再减少。
(3)90%
(4)方案一：
样品(m g)固体测固体质量m1 g
方案二：样品(m g)测固体质量(m1 g)
