正长石的风化化学方程式是怎样的?
例1、Al3+半径50pm,Si4+半径41pm,Mg2+为65pm,Ca2+为99pm,O2-为140pm。Al3+可以取代原子晶体中的Si4+,不足的正电荷用K+补充。当有25%的硅被铝原子取代时,则形成正长石。正长石能与水和CO2同时作用发生风化,变成高岭土[Al2Si2O5(OH)4],同时钾离子以酸式碳酸盐的形式流出来。又知高岭土中硅元素物质的量为反应物中硅元素物质的量的,其余的硅以化合态沉淀物的形式析出。问:
(1)写出正长石的分子组成(用化学式表示);
(2)根据你所学的知识说明:为什么铝能部分取代硅?镁能否部分取代硅?为什么?
(3)写出正长石风化成高岭土的离子方程式。并简述该反应为什么能够发生?
(4)近年来,由于经济的发展,环境的破坏,岩石(如正长石)的风化速率加快。为什么?
(5)某江河流经正长石等花岗岩地区,请你估计一下江水的pH。
分析:本题是笔者通过查阅相关资料精心编拟的试题。从考查的内容上看,主要考查物质的结构、质量守恒、化学反应的规律及其环境保护等知识;从考查的思维上看,主要考查:①数学知识和方法;数据的分析,立体几何的有关知识;②物理思维:化学方程式的书写,类似于物理学中的“位移”,只考虑起始物和最终的生成物,反应过程中的中间物则不予考虑。这样的思维在考查多个化学反应的较复杂反应中经常用到。因此,该题初看起来是考查化学知识,实际上其考查的知识和思维方法数学、物理、化学、地学等学科均有。
问(1)考查正长石的推理:SiO2有25%的硅被铝取代,即4SiO2中有1个Si4+被Al3-取代,取代后缺少的1个正电荷用K+补充,得KAlSi3O8,即为正长石的化学式;问(2)考查物质的结构,由于Si4+的离子半径与Al3+离子半径几乎相等,因此Al3+取代Si4+后不会引起结构上较大的变化,但当Mg2+取代Si4+后,由于它们离子半径相差较大,会引起结构上较大的变化,因此不可行;问(3)可根据信息知:反应物中的Si除以高岭石存在之外,还应以H4SiO4形式存在(高中生写成H2SiO3也可),这样很快写出了化学方程式;问(4)是一道环保试题,比较简单。问(5)可由问(3)获得答案。
解答(1)KAlSi3O8;(2)参见分析,略;(3)2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K++2HCO+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,反应之所以能够发生,是强酸制备弱酸(酸性的强弱相比较而言);(4)由于工业化发展,大气中的酸性气体排放到空气中,造成酸雨,酸雨与正长石反应,因此风化速率加快;(5)江水的pH大于7,呈弱碱性。
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钾长石风化过程的这个化学方程怎么理解
钾长石风化过程,其实就是钾长石与空气中的CO2,水等经过长期的相互作用形成了氢氧化物水白云母,再经过失水得到高岭石,高岭石的进一步风化就产生了蛋白石和铝土矿
风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用.引起岩石破坏的外界因素有温度的变化、水以及各种酸的溶蚀作用、生物作用、各种地质营力的剥蚀作用等.
风化作用按其性质可分为:物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用.
1、物理风化作用
物理风化作用地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用.如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶、生物活动等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂.
2、化学风化作用
化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用.主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行.
3、生物风化作用
生物作用可以加速或促进化学风化作用的进行.菌类、藻类及其他微生物对岩石的破坏作用十分巨大,它们不仅直接对母岩进行机械破坏,化学分解,而且本身分泌出的有机酸,有利于分解岩石或吸取某些元素变成有机化合物.