?專題七　碳、硅及其化合物　無(wú)機(jī)非金屬材料
考點(diǎn)1　碳、硅及其化合物
考法1 碳及其化合物的性質(zhì)
命題角度　結(jié)合實(shí)驗(yàn)流程考查碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
例1. 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置對(duì)焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。

已知:PdCl2溶液可用于檢驗(yàn)CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+H2OCO2+2HCl+Pd↓(產(chǎn)生黑色固體,使溶液變渾濁)。
(1)實(shí)驗(yàn)前要通入足量的N2,其原因是　　　　　　　　　。?
(2)裝置B的作用是　　　　　　　　　　　　。?
(3)裝置C、D中所盛試劑分別為　　　　、　　　　,若裝置C、D中溶液均變渾濁,且經(jīng)測(cè)定知兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。?
(4)該裝置的缺點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　。?
(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng):　　　　　　　。?
【解析】(1)碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行,高溫下,碳與空氣中的氧氣等也能反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)前要通入足量的N2,將裝置中的空氣排盡。(2)根據(jù)裝置圖可知,裝置B的作用是作安全瓶,防止倒吸。(3)根據(jù)元素守恒,焦炭與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳,所以裝置C用來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳,裝置D用來(lái)檢驗(yàn)一氧化碳,所以裝置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液;若裝置C、D中溶液均變渾濁,說(shuō)明既有二氧化碳生成又有一氧化碳生成,由于兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,則根據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si。(4)一氧化碳有毒,會(huì)污染空氣,該裝置沒(méi)有尾氣處理裝置吸收或收集CO。(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)時(shí),將CO2通入硅酸鈉溶液,發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+Na2SiO3Na2CO3+H2SiO3↓,溶液變渾濁,說(shuō)明酸性H2CO3>H2SiO3。
【答案】 (1)將裝置中的空氣排盡,避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾　(2)作安全瓶,防止倒吸　(3)澄清石灰水　PdCl2溶液　3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si　(4)沒(méi)有尾氣處理裝置　(5)向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w,溶液變渾濁,證明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸
【歸納總結(jié)】
CO與CO2的除雜方法
1.若CO中混有CO2,可通過(guò)盛有NaOH溶液的洗氣瓶除去。
2.若CO2中混有CO,可通過(guò)裝有灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管除去。
3.若CO2中混有SO2或HCl,可通過(guò)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶除去。
考法2 硅及其化合物的性質(zhì)
命題角度1　結(jié)合物質(zhì)推斷考查硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化
例2. 已知A、B、C、D、E 五種物質(zhì)中均含有短周期主族元素R,它們之間能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化,A、B、D、E四種物質(zhì)均難溶于水,元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和氫氣。

下列說(shuō)法正確的是
A.反應(yīng)①中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1
B.化合物A既能溶于NaOH溶液又能溶于氫氟酸
C.反應(yīng)④的離子方程式為2R+2OH-+2H2O2RO2-+3H2↑
D.化合物C的溶液與反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
【解析】R為短周期主族元素,元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和氫氣,則R是Al或Si,由題圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,若R是Al,則C應(yīng)為NaAlO2,NaAlO2與過(guò)量鹽酸反應(yīng)可得到NaCl和AlCl3的混合溶液,不能生成難溶物,所以R是Si,根據(jù)題圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,A為SiO2,B為CaSiO3,D為Si,C為Na2SiO3,E為H2SiO3。反應(yīng)①的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,故A錯(cuò)誤;SiO2既能與NaOH溶液反應(yīng),又能和氫氟酸反應(yīng),故B正確;反應(yīng)④的離子方程式為Si+2OH-+H2OSiO32-+2H2↑,故C錯(cuò)誤;反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是CO,Na2SiO3溶液與CO不反應(yīng),故D錯(cuò)誤。
【答案】 B
【拓展訓(xùn)練】1. SiO2是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì),下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.圖中所有反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)
B.硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常用于制造光導(dǎo)纖維
C.可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣
D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,其熔點(diǎn)很高
命題角度2　工藝流程中有關(guān)硅及其化合物的制備
例3. 工業(yè)上制備高純硅有多種方法,其中的一種工藝流程如下:

已知流化床反應(yīng)器中的產(chǎn)物除SiCl4外,還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列說(shuō)法正確的是
A.電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為C+SiO2CO2↑+Si
B.SiCl4進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過(guò)蒸餾提純
C.每生產(chǎn)1 mol高純硅,需要44.8 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D.該工藝Si的產(chǎn)率高,符合綠色化學(xué)要求
【解析】二氧化硅與焦炭在高溫下生成粗硅和一氧化碳,電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為2C+SiO22CO↑+Si,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;流化床反應(yīng)器中除有SiCl4外,還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等物質(zhì),所以SiCl4進(jìn)入還原爐之前需經(jīng)過(guò)蒸餾提純,選項(xiàng)B正確;根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系Si(粗)→SiCl4→Si(高純),每生產(chǎn)1 mol高純硅,需要1 mol SiCl4,而粗硅與Cl2反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物不止有SiCl4,所以生成1 mol SiCl4消耗的Cl2的體積大于44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;該工藝中產(chǎn)生氯化氫、CO等氣體,且反應(yīng)中有氯氣參與,容易引起空氣污染,不符合綠色化學(xué)要求,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【答案】B
【歸納總結(jié)】
(1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅
SiO2+2CSi(粗)+2CO↑
(2)粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3
Si(粗)+3HClSiHCl3+H2
(3)粗硅與干燥Cl2反應(yīng)制得SiCl4
Si(粗)+2Cl2SiCl4
(4)SiHCl3與過(guò)量H2在1 100~1 200 ℃反應(yīng)制得純硅
SiHCl3+H2Si(純)+3HCl
(5)SiCl4與過(guò)量H2在高溫下反應(yīng)制得純硅
SiCl4+2H2Si(純)+4HCl
(6)SiHCl3、SiCl4能與H2O發(fā)生反應(yīng)
SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+3HCl+H2↑
SiCl4+3H2OH2SiO3↓+4HCl
(7)SiH4在空氣中易自燃
SiH4+2O2SiO2+2H2O
【拓展訓(xùn)練】2. 晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下:①高溫下用焦炭還原二氧化硅制得粗硅;②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3,Si(粗)+3HClSiHCl3+H2;③經(jīng)純化的SiHCl3與過(guò)量H2在1 100~1 200 ℃下反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3 沸點(diǎn)為34 ℃,能與H2O劇烈反應(yīng),在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第①步制備粗硅時(shí)1 mol C完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為　　　　(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。?
(2)用SiHCl3與過(guò)量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置已略去):

①裝置B中的試劑是　　　　。裝置C中的燒瓶需要加熱,其采用的方法是　。?
②反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是　　　　,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。?
③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及　　　　。?

考點(diǎn)2　無(wú)機(jī)非金屬材料
考法3 無(wú)機(jī)非金屬材料
命題角度　無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用
例4. “九秋風(fēng)露越窯開(kāi),奪得千峰翠色來(lái)”是贊譽(yù)越窯青瓷的詩(shī)句。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品
B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英砂
C.硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定
D.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的主要成分也為硅酸鹽
【解析】陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品,A項(xiàng)錯(cuò)誤;純堿、石灰石和石英砂是制玻璃的原料,制水泥的原料是黏土和石灰石,B項(xiàng)錯(cuò)誤;硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定,C項(xiàng)正確;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料,其主要成分不是硅酸鹽,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】 C
【拓展訓(xùn)練】3. 水玻璃(Na2SiO3水溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域,是一種重要的工業(yè)原料。如圖所示是用稻殼灰(SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%~70%,C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~35%)制取水玻璃的工藝流程。

下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.原材料稻殼灰價(jià)格低廉,且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值
B.操作A與操作B完全相同
C.該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變
D.反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

素材9 草酸和草酸鹽的性質(zhì)和應(yīng)用
例5. （1）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
（2）KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2,還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
【答案】（1）2MnO4-+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O　
（2）2KClO3+H2C2O4+2H2SO42ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O
【拓展訓(xùn)練】4.探究草酸(H2C2O4)性質(zhì),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。(已知:室溫下,0.1 mol·L-1 H2C2O4的pH=1.3)
實(shí)驗(yàn)
裝置
試劑a
現(xiàn)象
①

Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,產(chǎn)生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
產(chǎn)生氣泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和濃硫酸
加熱后產(chǎn)生有香味物質(zhì)
由上述實(shí)驗(yàn)所得草酸性質(zhì)所對(duì)應(yīng)的方程式不正確的是(　　)
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4 CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4 NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有還原性,2MnO4-+5C2O42-+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可發(fā)生酯化反應(yīng),HOOCCOOH+2C2H5OH C2H5OOCCOOC2H5+2H2O
【拓展訓(xùn)練】5. 草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水,而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無(wú)色,熔點(diǎn)為101 ℃,易溶于水,受熱脫水、升華,170 ℃以上分解?；卮鹣铝袉?wèn)題:

(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置,通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是　　　　 　　,由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有　　　　　　。裝置B的主要作用是　　　　。?
(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,為進(jìn)行驗(yàn)證,選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)锳、B、　　　　　　。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是　　　　。?
②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:
①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)　 。?
②草酸為二元酸　 。?

【基礎(chǔ)鞏固】
考點(diǎn)1 碳、硅及其化合物
1.在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是(　　)
A.SiO2SiCl4Si
B.FeS2SO2H2SO4
C.飽和NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3
D.MgCO3MgCl2(aq)Mg
2.下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.SiO2為酸性氧化物,其不能與任何酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
B.SO2能使品紅溶液、溴水褪色,分別說(shuō)明SO2具有強(qiáng)氧化性、還原性
C.將AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分別蒸干和灼燒,最終所得產(chǎn)物均為Al2O3
D.反應(yīng)物和生成物各具有的總能量決定了該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)
3.半導(dǎo)體工業(yè)中,有一句行話:“從沙灘到用戶”,即由SiO2制Si。制取過(guò)程中未涉及的化學(xué)反應(yīng)是(　　)
A.SiO2+2CSi+2CO↑
B.SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
C.Si(粗)+2Cl2SiCl4
D.SiCl4+2H2Si+4HCl
4.下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
A
除去CO2中少量的SO2
將混合氣體通入飽和Na2CO3溶液
B
除去Cu粉中混有的CuO
向混合物中滴加適量稀硝酸
C
檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+
向溶液中滴入氯水后,再滴加KSCN溶液
D
證明H2CO3的酸性比H2SiO3強(qiáng)
將CO2通入Na2SiO3溶液中
5. X、Y、Z、W四種化合物均由短周期主族元素組成。其中X含有四種元素,X、Y、Z的焰色反應(yīng)均為黃色,W為無(wú)色無(wú)味氣體。這四種化合物具有如圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物、產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去)。請(qǐng)回答:

圖1
(1)Y的電子式是　　　　　　　　。?
(2)X與Y在溶液中反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)X含有的四種元素之間(二種、三種或四種)可組成多種化合物,選用其中某些化合物,利用如圖2所示裝置(夾持裝置已略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀,裝置Ⅴ中可收集到一種無(wú)色氣體R。

圖2
①裝置Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　,裝置Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②用X含有的四種元素中的兩種組成的某化合物,在催化劑存在下制備并收集純凈干燥的氣體R,該化合物的化學(xué)式是　　　　　　　　,所需儀器裝置是　　　　　　　　　。 (從圖2中選擇必要裝置,填寫編號(hào))?
(4)向Z溶液中通入氯氣,可制得某種生產(chǎn)和生活中常用的漂白、消毒的物質(zhì),同時(shí)有X生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
考點(diǎn)2 無(wú)機(jī)非金屬材料
6. 化學(xué)與社會(huì)、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境密切相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.目前提岀的“低碳經(jīng)濟(jì)”,要求減少CO2的排放,抑制酸雨的形成
B.推廣使用燃料電池汽車,可減少顆粒物、CO等有害物質(zhì)的排放
C.高純度的硅廣泛用于制作光導(dǎo)纖維,光導(dǎo)纖維遇強(qiáng)堿會(huì)“斷路”
D.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品
7.《厲害了,我的國(guó)》展示了中國(guó)探索太空,開(kāi)發(fā)深海,建設(shè)世界第一流的高鐵、橋梁、碼頭,5G技術(shù)聯(lián)通世界等取得的舉世矚目的成就。它們與化學(xué)有著密切聯(lián)系。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.為打造生態(tài)文明建設(shè),我國(guó)近年來(lái)大力發(fā)展核電、光電、風(fēng)電、水電,電能屬于一次能源
B.C919大型客機(jī)使用了大量先進(jìn)復(fù)合材料、鋁鋰合金等,鋁鋰合金屬于金屬材料
C.我國(guó)提出網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,光纜線路總長(zhǎng)超過(guò)三千萬(wàn)公里,光纜的主要成分是晶體硅
D.“神舟十一號(hào)”宇宙飛船返回艙外表面使用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的主要成分是硅酸鹽
8. 化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列敘述不正確的是(　　)
A.用地溝油制取的生物柴油和從石油煉得的柴油都屬于烴類物質(zhì)
B.高鐵“復(fù)興號(hào)”車廂連接的關(guān)鍵部位使用的增強(qiáng)聚四氟乙烯板屬于高分子材料
C.“一帶一路”是“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的簡(jiǎn)稱,絲綢的主要成分是蛋白質(zhì),屬于天然高分子化合物
D.中國(guó)天眼“FAST”用到的碳化硅是一種新型的無(wú)機(jī)非金屬材料
【能力提升】
一、選擇題(每小題6分,共30分)
1. 下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 實(shí)驗(yàn)操作
A
檢驗(yàn)粗鹽溶液中的Cl-
取少量粗鹽溶液,滴加AgNO3溶液,觀察現(xiàn)象
B
檢驗(yàn)碳酸鈉
將Pt絲蘸取鹽酸灼燒至無(wú)色后,蘸取待測(cè)物灼燒,觀察現(xiàn)象
C
除去MnO2中的炭粉
反復(fù)灼燒至質(zhì)量不再變化
D
檢驗(yàn)CO、CO2混合氣體
將氣體依次通過(guò)CuO(灼熱)、澄清石灰水
2. 溶液X中只可能含有K+、Mg2+、Al3+、AlO2-、SiO32-、SO32-、CO32-、SO42-中的若干種,某同學(xué)對(duì)該溶液進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn):

下列判斷錯(cuò)誤的是(　　)
A.氣體甲可能是混合物
B.沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物
C.白色沉淀乙的主要成分是氫氧化鋁
D.K+、AlO2-和SiO32-一定存在于溶液X中
3.（新題型）我國(guó)化學(xué)家侯德榜創(chuàng)立了著名的“侯氏制堿法”(流程圖如圖所示),促進(jìn)了世界制堿技術(shù)的發(fā)展。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)

A.沉淀池中的反應(yīng)物共含有五種元素
B.過(guò)濾得到的“母液”中一定只含有兩種溶質(zhì)
C.圖中X可能是氨氣
D.通入氨氣的作用是使溶液呈堿性,促進(jìn)二氧化碳的吸收,更多地析出沉淀
4.（新素材）已知草酸(H2C2O4)是一種弱酸,157 ℃升華,170 ℃以上分解可放出CO2和CO;可與酸性KMnO4溶液反應(yīng);其鈉鹽易溶于水,鈣鹽難溶于水。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.草酸受熱產(chǎn)生的氣體,用足量的NaOH溶液充分吸收后,可收集得到純凈的CO
B.草酸受熱產(chǎn)生的氣體通過(guò)灼熱的氧化銅,若出現(xiàn)黑色變紅色現(xiàn)象,則說(shuō)明產(chǎn)生的氣體中一定有CO
C.草酸受熱產(chǎn)生的氣體直接通入足量的澄清石灰水中,若能產(chǎn)生白色渾濁現(xiàn)象,則說(shuō)明產(chǎn)生的氣體中一定有CO2
D.H2C2O4與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
5. 用下列裝置完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),合理的是(　　)


A.圖①:驗(yàn)證H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3
B.圖②:收集CO2或NH3
C.圖③:分離Na2CO3溶液與CH3COOCH2CH3
D.圖④:分離CH3CH2OH與CH3COOCH2CH3
二、非選擇題(共49分)
6.（新情境）（13分）隨著“綠色汽車”的廣泛應(yīng)用,汽車工業(yè)對(duì)電池的要求日益提高。LiMn2O4是新一代鋰電池的電極材料,這一電極材料的應(yīng)用對(duì)提高電池性能起到重要作用。LiMn2O4可以從海底獲取的錳結(jié)核礦(主要成分是MnO2)為原料進(jìn)行生產(chǎn),制備LiMn2O4的一種實(shí)驗(yàn)流程如圖所示:
錳結(jié)核礦硫酸錳溶液黑色沉淀
前驅(qū)體MnO2LiMn2O4
回答下列問(wèn)題:
(1)若步驟①加入的試劑甲選用草酸(H2C2O4),寫出選用草酸時(shí)步驟①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　;依據(jù)反應(yīng)原理,下列物質(zhì)中　　　　　　還適合作為試劑甲。?
A.SO2　　　　B.濃鹽酸　　　　C.硝酸鈉
(2)已知:K2S2O8與MnSO4反應(yīng)能生成MnO2,反應(yīng)中消耗K2S2O8的物質(zhì)的量與生成MnO2的物質(zhì)的量之比為1∶1;NaClO3也能與MnSO4反應(yīng)生成MnO2,反應(yīng)中消耗NaClO3的物質(zhì)的量與生成MnO2的物質(zhì)的量之比為2∶5。若試劑乙為NaClO3,寫出步驟②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　;有專家認(rèn)為試劑乙選用K2S2O8更合適,專家作出這一判斷的理由是　　　　　　　。?
(3)步驟③中,需要用乙醇與水的混合液洗滌的原因是　　　　　 　　　
　　　　　 　　　。?
(4)若用電解法電解MnSO4溶液制備MnO2,寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:　　　　　　　　。?
7.（15分）草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O,相對(duì)分子質(zhì)量為180)呈淡黃色,可用作醫(yī)藥和攝影顯色劑。某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)其進(jìn)行了一系列探究。
Ⅰ.探究草酸亞鐵晶體的熱分解產(chǎn)物
(1)氣體產(chǎn)物成分的探究。小組成員采用如圖所示裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

①裝置D的名稱為　　　　。?
②按照氣流方向,裝置的連接順序?yàn)椤　　　?填儀器接口的字母)→尾氣處理裝置。?
③點(diǎn)燃酒精燈前先通入一段時(shí)間N2,其目的是　　　　　　　　。?
④實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO、CO2和H2O,依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為　　　　　　　　。?
(2)固體產(chǎn)物成分的探究。充分反應(yīng)后,裝置A中硬質(zhì)玻璃管中殘留黑色固體。查閱資料可知,黑色固體可能為Fe或FeO。小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了其成分只有FeO,其操作及現(xiàn)象為　　　　　　　　　　　　。?
(3)依據(jù)(1)和(2)的結(jié)論,可知裝置A中硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　 　　。?
Ⅱ.草酸亞鐵晶體樣品純度的測(cè)定
工業(yè)制得的草酸亞鐵晶體中常含有FeSO4雜質(zhì),測(cè)定其純度的步驟如下:
步驟1　稱取m g草酸亞鐵晶體樣品溶于稀H2SO4中,配成250 mL溶液;
步驟2　取上述溶液25.00 mL于錐形瓶中,用c mol· L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V1 mL;
步驟3　向反應(yīng)后的溶液中加入過(guò)量鋅粉,充分反應(yīng)后,過(guò)濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加入適量稀H2SO4酸化,用c mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V2 mL。
(4)步驟3中加入過(guò)量鋅粉的目的為　　　　　　　　　。?
(5)草酸亞鐵晶體樣品的純度為　　　　　　　　　　　(列出表達(dá)式即可);若步驟1配制溶液時(shí)部分Fe2+被氧化,則測(cè)定結(jié)果將　　　　(填“偏大”“偏小”或“不變”)。?
8.（11分）單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用焦炭在高溫條件下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500 ℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原得到高純硅。實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置如圖所示。

相關(guān)信息如下:
a.四氯化硅遇水極易水解;
b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;
c.有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)信息如表所示:
物質(zhì)
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸點(diǎn)/℃
58
13

315

熔點(diǎn)/℃
-69
-107
193
304

升華溫度/℃


180
300
160
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　。?
(2)裝置F的名稱是　　　　;裝置C中的試劑是　　　　;裝置E中的h需要冷卻的理由是　　　　　　　　　　　　。?
(3)裝置E中h收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外還含有的元素是　　　　(填元素符號(hào))。?
(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,使鐵元素轉(zhuǎn)化成Fe2+,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定,反應(yīng)的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。
①滴定前是否要滴加指示劑?　　　(填“是”或“否”)。?
②某同學(xué)稱取5.000 g殘留物,經(jīng)預(yù)處理后配制成100 mL 溶液,移取25.00 mL該溶液于錐形瓶中,用1.0×10-2 mol·L-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是　　　　。?
9.（新情境）（10分）2019年1月7日于深圳,華為宣布推出鯤鵬920芯片,創(chuàng)造了計(jì)算性能新紀(jì)錄!組成芯片的核心物質(zhì)是高純度硅。一種以石英砂(主要成分為SiO2,還含有鐵、鋁、鋰等元素的氧化物或復(fù)鹽)為原料同時(shí)制備純硅和金屬鋰的流程如圖所示:

已知:LiCl的熔點(diǎn)是605 ℃、沸點(diǎn)是1 382 ℃;NH4Cl在100 ℃開(kāi)始分解,337.8 ℃分解完全。
回答下列問(wèn)題:
(1)粗硅中常含有副產(chǎn)物SiC,請(qǐng)寫出反應(yīng)①中生成SiC的化學(xué)方程式:　　　　　。?
(2)整個(gè)制硅過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水能發(fā)生劇烈反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　。?
(3)假設(shè)每一輪次制備1 mol純硅,且生產(chǎn)過(guò)程中硅元素沒(méi)有損失,反應(yīng)②中HCl的利用率為90%,反應(yīng)③中H2的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中,補(bǔ)充HCl和H2的物質(zhì)的量之比是　　　　。?
(4)試劑X是　　　,操作a為　　　,操作b為　　　。?











【答案與解析】
【拓展訓(xùn)練】
1.C　二氧化硅與碳的反應(yīng)、粗硅與氯氣的反應(yīng)、SiCl4與氫氣的反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,不是硅酸鹽,B錯(cuò)誤;碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,二氧化硅和鹽酸不反應(yīng),可以用鹽酸除去石英砂中混有的少量碳酸鈣,C正確;普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,屬于混合物,沒(méi)有固定的熔點(diǎn),D錯(cuò)誤。
2.(1)2NA　(2)①濃硫酸　水浴加熱?、谟泄腆w物質(zhì)生成　SiHCl3+H2 Si(純)+3HCl　③排盡裝置中的空氣
【解析】　(1)第①步反應(yīng)為2C+SiO2Si+2CO↑,故1 mol C完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子。(2)裝置A為制取氫氣的裝置,裝置B為干燥氫氣的裝置。SiHCl3沸點(diǎn)為34 ℃,水浴加熱裝置C可以使其汽化,保證它和氫氣充分接觸并進(jìn)入裝置D中,在1 100~1 200 ℃下反應(yīng)得到純硅。SiHCl3在空氣中易自燃,故制備純硅之前需要排盡裝置中的空氣。
3.A　稻殼灰來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉,活性炭具有吸附性,有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,A正確;操作A為過(guò)濾,操作B為蒸發(fā)濃縮,B錯(cuò)誤;二氧化硅中,硅元素的化合價(jià)是+4,硅酸鈉中,硅元素的化合價(jià)是+4,該流程中硅元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生改變,C錯(cuò)誤;反應(yīng)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O不屬于復(fù)分解反應(yīng),D錯(cuò)誤。
4.C　A項(xiàng),往草酸中加入含酚酞的Ca(OH)2溶液,溶液褪色,可知草酸具有酸性,Ca(OH)2與H2C2O4反應(yīng)可生成CaC2O4白色沉淀,正確;B項(xiàng),由實(shí)驗(yàn)②可知,在NaHCO3溶液中滴加草酸,有氣泡生成,即生成CO2,說(shuō)明草酸酸性比碳酸的強(qiáng),正確;C項(xiàng),草酸為弱電解質(zhì),在離子方程式中不能拆分,而應(yīng)寫成分子式,錯(cuò)誤;D項(xiàng),草酸結(jié)構(gòu)中含2個(gè)羧基,與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成含兩個(gè)酯基的酯類物質(zhì),正確。
5.(1)有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁(2分)　CO2(1分)　冷凝(水蒸氣、草酸等),防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀,干擾CO2的檢驗(yàn)(2分)　(2)①F、D、G、H、D、I(2分)　CuO(1分)?、贖中黑色粉末變?yōu)榧t色,其后的D中澄清石灰水變渾濁(2分)　(3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液,有氣泡產(chǎn)生(2分)?、谟肗aOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍(2分)
【解析】　
問(wèn)題
思維流程
(1)
考查CO2的檢驗(yàn)方法:CO2能使澄清石灰水變渾濁。
考查草酸的性質(zhì):草酸的熔點(diǎn)為101 ℃,故草酸蒸氣遇冰水會(huì)發(fā)生冷凝,故裝置B的作用是冷凝,防止草酸蒸氣對(duì)CO2的檢驗(yàn)造成干擾
(2)①
考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì):首先分析如何排除CO2對(duì)CO檢驗(yàn)的干擾,其次分析如何檢驗(yàn)CO。應(yīng)在裝置H中進(jìn)行CO還原CuO的反應(yīng),氣體進(jìn)入裝置H前需除盡CO2,從裝置H中導(dǎo)出的氣體需用澄清石灰水檢驗(yàn)其中是否含有CO2。再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程:
　A　　　　B　　　 　F　　　 　D　　
(草酸分解) 　(冷凝回收　　(除去CO中　 (檢驗(yàn)CO2是
草酸蒸氣) 的CO2) 否除盡)
　G　　　　H　　　 　D　　　　　I
(除去水分)　 (CO還原CuO)　(檢驗(yàn)CO的　　(收集尾氣)
氧化產(chǎn)物)
(2)②
考查CO還原CuO實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及產(chǎn)物:CO還原CuO時(shí),黑色的CuO變成紅色的單質(zhì)Cu,且CO的氧化產(chǎn)物是CO2。故證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是H中的黑色粉末變成紅色,其后的D中澄清石灰水變渾濁
(3)
考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì):①向NaHCO3中滴加草酸溶液,若有CO2生成,即可證明草酸的酸性強(qiáng)于碳酸;②當(dāng)草酸與NaOH完全反應(yīng)時(shí),消耗NaOH的物質(zhì)的量是草酸的2倍,即可證明草酸為二元酸

【基礎(chǔ)鞏固】
1.C　二氧化硅與鹽酸不反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;FeS2煅燒生成二氧化硫,二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸,不能生成硫酸,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;向飽和NaCl溶液中通入氨氣和二氧化碳可生成碳酸氫鈉固體,碳酸氫鈉不穩(wěn)定,受熱分解可生成碳酸鈉,故C項(xiàng)正確;MgCO3與鹽酸反應(yīng)可得到MgCl2溶液,電解氯化鎂溶液得到氯氣、氫氣和氫氧化鎂沉淀,得不到Mg,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.D　SiO2為酸性氧化物,但能與氫氟酸反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。SO2使品紅溶液褪色,是因?yàn)镾O2與品紅結(jié)合形成了無(wú)色物質(zhì),體現(xiàn)漂白性;使溴水褪色,是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,體現(xiàn)還原性,B項(xiàng)錯(cuò)誤。將AlCl3溶液蒸干時(shí),HCl揮發(fā),平衡AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl向正反應(yīng)方向移動(dòng)并進(jìn)行完全,灼燒時(shí)Al(OH)3分解為Al2O3,但將Al2(SO4)3溶液蒸干時(shí),由于H2SO4難揮發(fā),故最終得到的仍為Al2(SO4)3,C項(xiàng)錯(cuò)誤?；瘜W(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),取決于反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對(duì)大小,D項(xiàng)正確。
3.B　“從沙灘到用戶”,即由SiO2制取Si,反應(yīng)原理是沙子的主要成分二氧化硅與焦炭在高溫下反應(yīng)生成硅和一氧化碳,得到粗硅;粗硅與氯氣在加熱條件下反應(yīng)生成四氯化硅;氫氣與四氯化硅在高溫下反應(yīng)生成硅和氯化氫,得到純硅。制取過(guò)程中未涉及B選項(xiàng)中的化學(xué)反應(yīng),故B符合題意。
4.D　CO2、SO2均能與碳酸鈉反應(yīng),不能達(dá)到除雜目的,應(yīng)選飽和碳酸氫鈉溶液洗氣,故A錯(cuò)誤;二者均與硝酸反應(yīng),不能達(dá)到除雜目的,應(yīng)選鹽酸,然后過(guò)濾,故B錯(cuò)誤;應(yīng)先加KSCN溶液,因氯水可氧化亞鐵離子,故C錯(cuò)誤;將CO2通入硅酸鈉溶液中,發(fā)生強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng),有白色不溶物硅酸生成,可證明H2CO3酸性比硅酸強(qiáng),故D正確。
5.(1)Na+（∶O····∶H）-(1分)　(2)HCO3-+OH-CO32-+H2O(2分)　(3)①Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O(或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O)(2分)　2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2(2分)?、贖2O2(1分)　Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ(2分)　(4)2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3(2分)
【解析】　X、Y、Z的焰色反應(yīng)均為黃色,說(shuō)明三者均為含鈉元素的化合物。X含有四種元素,在加熱條件下能生成Z,這四種化合物均由短周期主族元素組成,且W為無(wú)色無(wú)味的氣體,可推知X是NaHCO3,則Z是Na2CO3,W是CO2,Y是NaOH。(1)結(jié)合以上分析可知,Y為NaOH,NaOH屬于離子化合物,電子式是Na+（∶O····∶H）-。(2)碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,離子方程式是HCO3-+OH-CO32-+H2O。 (3)①X所含的四種元素為Na、H、C、O,利用元素之間組成的化合物,制備并收集純凈干燥的無(wú)色氣體R。裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀,結(jié)合題給條件及題圖2可知裝置Ⅰ中反應(yīng)生成二氧化碳,裝置Ⅱ中反應(yīng)生成氣體R,R應(yīng)為二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成的氧氣。裝置Ⅲ除去氧氣中混有的二氧化碳,裝置Ⅳ干燥氧氣,裝置Ⅴ中收集的氣體是氧氣。因此裝置Ⅰ中的固體反應(yīng)物是碳酸鈉或碳酸氫鈉,發(fā)生的反應(yīng)是Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O;裝置Ⅱ中的物質(zhì)是Na2O2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。②過(guò)氧化氫在二氧化錳作催化劑的情況下,可以分解產(chǎn)生氧氣,反應(yīng)需要裝置Ⅰ(氣體發(fā)生裝置)、Ⅳ(干燥裝置)、Ⅴ(收集裝置)。 (4)Z溶液是碳酸鈉溶液,其和氯氣反應(yīng)生成的具有漂白、消毒作用的物質(zhì)是 NaClO,除此以外,生成物還有碳酸氫鈉和氯化鈉,因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2CO3+Cl2+H2ONaClO+NaCl+2NaHCO3。
6.B　目前提岀的“低碳經(jīng)濟(jì)”,要求減少CO2的排放,目的是減緩溫室效應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;推廣使用燃料電池汽車,可以減少化石燃料的燃燒,進(jìn)而可以減少CO及固體顆粒物等的排放,故B項(xiàng)正確;高純度的二氧化硅廣泛用于制作光導(dǎo)纖維,二氧化硅與強(qiáng)堿可反應(yīng),光導(dǎo)纖維遇強(qiáng)堿會(huì)“斷路”,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;水泥、玻璃、青花瓷屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品,水晶、瑪瑙的主要成分是二氧化硅,不屬于硅酸鹽材料,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.B　電能不屬于一次能源,屬于二次能源,故A錯(cuò)誤;鋁鋰合金屬于金屬材料,故B正確;二氧化硅具有良好的光學(xué)特性,是制造光纜的主要原料,故C錯(cuò)誤;高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料,其主要成分不是硅酸鹽,故D錯(cuò)誤。
8.A　用地溝油制取的生物柴油屬于酯類物質(zhì),從石油煉得的柴油屬于烴類物質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;四氟乙烯發(fā)生加成聚合反應(yīng)生成的聚四氟乙烯屬于高分子化合物,B項(xiàng)正確;絲綢的主要成分是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)屬于天然高分子化合物,C項(xiàng)正確;碳化硅屬于新型的無(wú)機(jī)非金屬材料,D項(xiàng)正確。

【能力提升】
1.C　粗鹽溶液中含有硫酸根離子等,滴加AgNO3溶液,會(huì)生成微溶于水的硫酸銀沉淀,干擾粗鹽溶液中Cl-的檢驗(yàn),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;將Pt絲蘸取鹽酸灼燒至無(wú)色后,蘸取待測(cè)物灼燒,觀察現(xiàn)象,火焰呈黃色,只能證明待測(cè)物中含有鈉元素,不能證明待測(cè)物含有碳酸根離子,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;炭粉在空氣中燃燒生成二氧化碳?xì)怏w,反復(fù)灼燒至質(zhì)量不再變化,可以除去MnO2中的炭粉,故C項(xiàng)正確;將氣體通過(guò)CuO(灼熱)時(shí),CO會(huì)被氧化為二氧化碳,不能檢驗(yàn)原混合氣體中是否存在二氧化碳,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.B　向溶液X中加入過(guò)量的稀鹽酸,有氣體生成,則氣體甲可能是CO2或SO2或CO2和SO2的混合物,則溶液X中不存在Mg2+和Al3+。有沉淀甲生成,說(shuō)明溶液X中含有SiO32-,生成硅酸沉淀。加入過(guò)量的氨水,生成白色沉淀乙,則說(shuō)明溶液X中存在AlO2-,沉淀乙為氫氧化鋁。根據(jù)電荷守恒,溶液X中一定存在K+。氣體甲可能為CO2或SO2或CO2和SO2的混合物,A項(xiàng)正確;沉淀甲只有硅酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;AlO2-在過(guò)量的稀鹽酸作用下生成Al3+,Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+,C項(xiàng)正確;綜合以上分析可知,D項(xiàng)正確。
3.D　沉淀池中的反應(yīng)物是氯化鈉、氨氣、二氧化碳和水,所以含有Na、Cl、N、H、C、O六種元素,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)濾得到的“母液”中含有的溶質(zhì)有碳酸氫鈉、氯化銨,還可能含有過(guò)量的氯化鈉,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳,所以X是二氧化碳,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;氨氣的水溶液顯堿性,能更好地吸收二氧化碳,更多地析出沉淀,故D項(xiàng)正確。
4.D　根據(jù)題干信息可知,在草酸受熱產(chǎn)生的氣體中會(huì)含有分解所產(chǎn)生的CO2和CO,也會(huì)含有其升華所產(chǎn)生的草酸蒸氣。產(chǎn)生的氣體用足量的NaOH溶液吸收后,除去了CO2及草酸蒸氣,但引入了水蒸氣,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于受熱產(chǎn)生的氣體中含有草酸蒸氣,且草酸具有強(qiáng)還原性,所以氧化銅被還原也有可能是草酸作用的結(jié)果,不能由此確定一定存在CO,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于受熱產(chǎn)生的氣體中含有草酸蒸氣,又草酸鈣同樣難溶于水,所以形成的沉淀有可能是草酸鈣沉淀,C項(xiàng)錯(cuò)誤;草酸具有還原性,能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)而使其褪色,反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,D項(xiàng)正確。
5.B　生成的二氧化碳中含有氯化氫,氯化氫也能與硅酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生硅酸沉淀,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氨氣的密度比空氣的小,二氧化碳的密度比空氣的大,則氣體長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)短導(dǎo)管出收集二氧化碳,氣體短導(dǎo)管進(jìn)長(zhǎng)導(dǎo)管出收集氨氣,B項(xiàng)正確;Na2CO3溶液與CH3COOCH2CH3不互溶,應(yīng)用分液法分離,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CH3CH2OH與CH3COOCH2CH3互溶,不能用分液法分離,應(yīng)用蒸餾法分離,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.(1)MnO2+ H2C2O4+2H+Mn2++2CO2↑+2H2O(2分) 　A(2分)　(2)2ClO3-+5Mn2++4H2O5MnO2↓+Cl2↑+8H+ (2分)　反應(yīng)中沒(méi)有有毒氣體生成,且同時(shí)生成了H2SO4,可以循環(huán)使用(2分)　(3)乙醇易揮發(fā),用乙醇與水的混合液洗滌既可以有效除去殘留在固體表面的可溶性雜質(zhì),也可以利用乙醇的易揮發(fā)性,在揮發(fā)時(shí)帶走水分 (2分)　 (4)Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+(3分)
【解析】(1)H2C2O4將MnO2還原為Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+ H2C2O4+2H+Mn2++2CO2↑+2H2O;試劑甲應(yīng)該具有還原性,SO2具有還原性,所以SO2適合作為試劑甲,而硝酸鈉在酸性條件下表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,不能作為試劑甲,濃鹽酸在加熱條件下才能還原MnO2,也不能作為試劑甲。(2)已知K2S2O8和MnSO4的反應(yīng)中消耗K2S2O8的物質(zhì)的量與生成MnO2的物質(zhì)的量之比為1∶1,NaClO3和MnSO4的反應(yīng)中消耗NaClO3的物質(zhì)的量與生成MnO2的物質(zhì)的量之比為2∶5,相應(yīng)的反應(yīng)分別為S2O82-+Mn2++2H2O2SO42-+MnO2↓+4H+和2ClO3-+5Mn2++4H2O5MnO2↓+Cl2↑+8H+。從上述反應(yīng)可知,當(dāng)試劑乙為NaClO3時(shí),生成物中有有毒的氯氣生成,若用K2S2O8代替NaClO3,反應(yīng)中沒(méi)有有毒氣體生成,且同時(shí)生成了H2SO4,可以循環(huán)使用。(3)由于乙醇易揮發(fā),用乙醇與水的混合液洗滌既可以有效除去殘留在固體表面的可溶性雜質(zhì),也可以利用乙醇的易揮發(fā)性,在揮發(fā)時(shí)帶走水分。(4)電解時(shí),Mn2+在陽(yáng)極轉(zhuǎn)化為MnO2,電極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+。
7.Ⅰ.(1)①球形干燥管(1分)?、赼gfbchi(或ih)de(或ed)bc(2分)?、叟疟M裝置中的空氣(1分)?、苎b置C硬質(zhì)玻璃管中固體由黑色變?yōu)榧t色,兩個(gè)裝置B中澄清石灰水均變渾濁,裝置D中白色固體變?yōu)樗{(lán)色(3分)　(2)取少許黑色固體于試管中,向其中滴加足量稀硫酸,無(wú)氣體生成(2分)　(3)FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O(2分)?、?(4)將Fe3+還原為Fe2+(1分)　(5)52×c×(V1-V2)×10-3×25025.00×180m×100%(2分)　偏小(1分)
【解析】?、?(1)①裝置D是球形干燥管。②根據(jù)裝置中的試劑可知裝置B用于檢驗(yàn)CO2,裝置C用于檢驗(yàn)CO,裝置D用于檢驗(yàn)水蒸氣,裝置E用于除去水蒸氣和二氧化碳。草酸亞鐵晶體在裝置A中受熱分解的氣體產(chǎn)物可能有CO2、CO、H2O,為避免干擾,檢驗(yàn)順序應(yīng)為H2O、CO2、CO,故按照氣流方向,裝置的連接順序?yàn)閍gfbchi(或ih)de(或ed)bc,最后連接尾氣處理裝置。③實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2,目的是排盡裝置中的空氣,防止干擾實(shí)驗(yàn)。④CO可將黑色的CuO還原為紅色的Cu,自身被氧化為CO2,故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)為裝置C硬質(zhì)玻璃管中固體由黑色變?yōu)榧t色,兩個(gè)裝置B中澄清石灰水均變渾濁,裝置D中白色固體變?yōu)樗{(lán)色。(2)充分反應(yīng)后,裝置A中硬質(zhì)玻璃管中殘留黑色固體,黑色固體可能為Fe或FeO。要證明其成分只有FeO,可以將黑色固體溶于酸,看有無(wú)氣體放出。(3)依據(jù)(1)和(2)的結(jié)論,可知裝置A中硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生的反應(yīng)是草酸亞鐵晶體分解生成氧化亞鐵、一氧化碳、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O。Ⅱ.(4)步驟3中加入過(guò)量鋅粉的目的為將Fe3+還原為Fe2+。(5)分析滴定過(guò)程可知,第一次用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí),Fe2+和草酸根離子都被氧化,Fe2+被氧化為Fe3+,草酸根離子被氧化為CO2;向滴定后的溶液中加入過(guò)量鋅粉,鋅將Fe3+還原為Fe2+,充分反應(yīng)后,過(guò)濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中,加入適量稀H2SO4酸化,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,此時(shí)只有Fe2+被氧化。滴定草酸根離子所消耗的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為(V1-V2) mL,反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5C2O42-+16H+10CO2↑+8H2O+2Mn2+,C2O42-的物質(zhì)的量為5c(V1-V2)2×10-3 mol,故草酸亞鐵晶體樣品的純度=52×c×(V1-V2)×10-3×25025.00×180m×100%。若步驟1配制溶液時(shí)部分Fe2+被氧化,會(huì)導(dǎo)致第一步滴定中消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積減小,即V1偏小,則最終測(cè)定結(jié)果將偏小。
8.(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(2分)　(2)球形干燥管(1分)　濃H2SO4(1分)　SiCl4沸點(diǎn)較低,用冰水共存物冷卻可得到液態(tài)SiCl4(2分)　(3)Al、Cl、P(2分)　(4)①否(1分)?、?.48%(2分)
【解析】　(1)裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)裝置F為球形干燥管;裝置B用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl雜質(zhì),裝置C用濃H2SO4除去水,以制得干燥純凈的Cl2;h用冰水共存物冷卻,主要目的是將氣態(tài)SiCl4轉(zhuǎn)化為液態(tài),便于后續(xù)提純。(3)精餾粗產(chǎn)物得到SiCl4,溫度應(yīng)控制在58 ℃,此時(shí)BCl3已汽化,殘留物中含有AlCl3、FeCl3、PCl5,所以殘留物中還含有的元素有Al、P、Cl。(4)①滴定時(shí)MnO4-自身有顏色,可作為指示劑,所以滴定前不需要滴加指示劑。②根據(jù)反應(yīng)的離子方程式5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O可知,5Fe2+~MnO4-,n(Fe2+)=1.0×10-2 mol·L-1×0.020 L×5=1.0×10-3 mol,則5.000 g殘留物中n(Fe2+)=4.0×10-3 mol,w(Fe)=4.0×10-3mol×56 g·mol-15.000 g×100%=4.48%。
9.(1)SiO2+3CSiC+2CO↑(2分)　(2)SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+H2↑+3HCl(2分)　(3)5∶1(2分)　(4)氨水(2分)　過(guò)濾(1分)　加熱(1分)
【解析】　(1)由題圖可知副反應(yīng)的反應(yīng)物為二氧化硅、焦炭,生成物為碳化硅、一氧化碳,化學(xué)方程式為SiO2+3CSiC+2CO↑。(2)SiHCl3遇水劇烈反應(yīng),化學(xué)方程式為SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+H2↑+3HCl。(3)由題意可知,反應(yīng)②為Si+ 3HCl SiHCl3+ H2,反應(yīng)③為SiHCl3+H2Si+3HCl。根據(jù)上述化學(xué)方程式,可知制備1 mol純硅,能產(chǎn)生3 mol HCl,但反應(yīng)②中HCl的利用率是90%,因此第二輪次生產(chǎn)中需要增加(30.9-3) mol HCl。制備1 mol純硅能產(chǎn)生1 mol H2,但反應(yīng)③中H2的利用率為93.75%,因此第二輪次生產(chǎn)中需增加(10.937 5-1) mol H2,因此,第二輪次生產(chǎn)中補(bǔ)充HCl 和H2的物質(zhì)的量之比為(30.9-3)∶(10.937 5-1)=5∶1。(4)分析流程圖可知,加入試劑X后過(guò)濾得到含氯化銨、氯化鋰的溶液和氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,可以推斷試劑X是氨水,操作a是過(guò)濾;根據(jù)“LiCl的熔點(diǎn)是605 ℃、沸點(diǎn)是1 382 ℃;NH4Cl在100 ℃開(kāi)始分解,337.8 ℃分解完全”可知分離LiCl和NH4Cl的固體混合物應(yīng)用加熱法,操作b是加熱。

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