某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等．水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去．清洗流程如下：Ⅰ．加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；

Question

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等．水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去．清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉．
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是______．
（2）已知：20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg（OH）2	MgCO3
1.4×10-3	2.55×10-2	9×10-4	1.1×10-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程______．
（3）在步骤Ⅱ中：
①被除掉的水垢除铁锈外，还有______．
②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因______．
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是______．
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₂O₃保护膜．
①完成并配平其反应的离子方程式：□Fe+□NO₂^-+□H₂O═□N₂↑+□______+□______；
②下面检测钝化效果的方法合理的是______．
a．在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b．在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c．在炉面上滴加酸性K₃[Fe（CN）₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d．在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间．

Answer 1

（1）用NaOH溶解二氧化硅，反应生成硅酸钠和水，反应为SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，故答案为：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；
（2）由表格中数据可知，碳酸钙更难溶，则清洗CaSO₄的过程为CaSO₄在水中存在平衡CaSO₄（s）⇌Ca²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），用Na₂CO₃溶液浸泡后，Ca²⁺与CO₃^2-结合成更难溶的CaCO₃，使上述平衡右移，CaSO₄转化成CaCO₃，然后用盐酸除去，
故答案为：CaSO₄在水中存在平衡CaSO₄（s）⇌Ca²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），用Na₂CO₃溶液浸泡后，Ca²⁺与CO₃^2-结合成更难溶的CaCO₃，使上述平衡右移，CaSO₄转化成CaCO₃，然后用盐酸除去；
（3）①加入稀盐酸，与碳酸钙、氢氧化镁、铁锈均反应，二氧化硅与HF酸反应，则还有CaCO₃、Mg（OH）₂、SiO₂，故答案为：CaCO₃、Mg（OH）₂、SiO₂；
②溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，发生铁与铁离子的反应，离子反应为2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，故答案为：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃，与铁离子发生氧化还原反应，其目的为将Fe³⁺还原成Fe²⁺，防止Fe³⁺腐蚀锅炉，故答案为：将Fe³⁺还原成Fe²⁺，防止Fe³⁺腐蚀锅炉；
（5）①由Fe+□NO₂^-+□H₂O═□N₂↑，可知Fe元素的化合价升高，N元素的化合价降低，由电子守恒可知，还生成氧化铁，由电荷守恒可知还生成OH^-，则该反应为
2Fe+2NO₂^-+H₂O═N₂↑+Fe₂O₃+2OH^-，故答案为：2；2；1；1；1；Fe₂O₃；2；OH^-；
②钝化时表面生成致密的氧化物，阻止Fe反应，ad中浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，不能检测，而bc中均与Fe反应，现象明显，所以检测钝化效果最好为bc，故答案为：bc．