备战高考化学知识点过关培优训练∶无机非金属材料及答案
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备战高考化学知识点过关培优训练∶无机非金属材料及答案
一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析)
1.某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究.
下列有关说法不正确的是()
A.由Ⅱ可知X中一定存在SiO2
B.无法判断混合物中是否含有Na2O
C.1.92 g固体成分为Cu
D.15.6 g混合物X中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1
【答案】B
【解析】
途径a:15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液,所以是铜离子的颜色,但是金属Cu和盐酸不反应,所以一定含有氧化铁,和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应,二氧化硅可以和氢氧化钠反应,4.92g固体和氢氧化钠反应后,固体质量减少了3.0g,所以该固体为二氧化硅,质量为3.0g,涉及的反应有:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,又Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu;结合途径b可知15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g,固体中一定还有氧化钠,其质量为9.2g,
A.由以上分析可知X中一定存在SiO2,故A正确;
B.15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,只有氧化钠与水反应,混合物中一定含有Na2O,故B错误;
C.Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu,故C正确;
D.设氧化铁的物质的量是x,金属铜的物质的量是y,由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出:Fe2O3~2Fe3+~Cu,则160x+64y=6.4,64y﹣64x=1.92,解得
x=0.02mol,y=0.05mol,所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g,金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g,则原混合物中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1,故D正确;
【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算,侧重于学生的分析和计算能力的考查,为高考常见题型,注意掌握检验未知物的采用方法,能够根据反应现象判断存在的物质,注意合理分析题中数据,根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量,难度中等.
2.下列说法中正确的是
A.水玻璃和石英的主要成分都是SiO2
B.Si、SiO2和SiO32-等均可与NaOH 溶液反应
C.二氧化硅属于酸性氧化物,不溶于任何酸
D .高岭石[Al 2(Si 2O 5)(OH)4]可表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .水玻璃的主要成分是硅酸钠,石英的主要成分是SiO 2,故A 错误;
B .Si 、SiO 2均可与NaOH 溶液反应,但SiO 32-不能与NaOH 溶液反应,故B 错误;
C .二氧化硅属于酸性氧化物,二氧化硅能溶于氢氟酸,故C 错误;
D .用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时,各氧化物的排列顺序为:较活泼金属的氧化物→较不活泼金属的氧化物→二氧化硅→水,则高岭石[Al 2(Si 2O 5)(OH)4]可表示为
Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ,故D 正确;
答案选D 。
3.在室温时,下列各组中的物质分别与过量NaOH 溶液反应,共生成4种盐的是( ) A .SO 2、CO 2、SO 3
B .H 2S 、NO 、SO 3
C .CO 2、Cl 2、SO 3
D .SiO 2、CO 、Cl 2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .SO 2、CO 2、SO 3分别与过量NaOH 溶液反应生成Na 2SO 3、Na 2CO 3、Na 2SO 4,生成3种盐,故不选A ;
B .NO 与氢氧化钠溶液不反应,H 2S 、SO 3分别与过量NaOH 溶液反应生成Na 2S 、Na 2SO 4,生成2种盐,故不选B ;
C .CO 2、Cl 2、SO 3分别与过量NaOH 溶液反应生成Na 2CO 3、NaClO 、NaCl 、Na 2SO 4,生成4种盐,故选C ;
D .CO 与氢氧化钠溶液不反应, SiO 2、Cl 2分别与过量NaOH 溶液反应生成Na 2SiO 3、NaClO 、NaCl ,生成3种盐,故不选D ;
故选C 。
【点睛】
本题考查物质的性质,综合考查元素化合物知识,把握物质的性质及发生的化学反应为解答的关键,侧重氯气与氢氧化钠溶液反应的考查,明确NO 、CO 与氢氧化钠不反应。
4.在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A .Fe 2Cl 点燃???→FeCl 2NaOH(aq)????→Fe(OH)2
B .H 2SiO 3Δ??→SiO 2盐酸?????→ SiCl 4
C .浓盐酸二氧化锰Δ????→Cl 2石灰乳?????→漂白粉
D .NH 32O
催化剂,Δ??????→NO 水????→H NO 3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 A .氯气具有强氧化性,与铁反应生成三氯化铁,不能一步反应生成氯化亚铁,故A 错误;
B .硅酸受热分解生成二氧化硅,二氧化硅与HCl 不反应,不能转化为SiCl 4,故B 错误;
C .二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气,氯气与石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙,可以制得漂白粉,物质间转化均能实现,故C 正确;
D .氨催化氧化生成NO ,NO 与水不反应,不能转化为硝酸,故D 错误;
故选C 。
5.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )
A .CO 2溶于水形成碳酸,SiO 2难溶于水
B .高温下SiO 2与碳酸盐反应生成CO 2
C .HCl 通可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
D .CO 2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A .CO 2溶于水形成碳酸,SiO 2难溶于水它们都是酸性氧化物,与对应酸的酸性强弱没有关系,则无法比较酸性,故A 错误;
B .比较强酸制取弱酸时在溶液中进行的反应,则在高温下固体之间的反应不能得到酸性强弱的结论,故B 错误;
C .氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀,根据强酸制弱酸,只能说明盐酸的酸性比碳酸强,盐酸易挥发,可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀,可能为盐酸与硅酸盐的反应,则无法确定碳酸与硅酸的酸性的强弱,故C 错误;
D .因往硅酸盐溶液通入二氧化碳,可以看到溶液变浑浊,是因为生成了难溶的硅酸沉淀,反应方程式是:Na 2SiO 3+H 2O+CO 2=Na 2CO 3+H 2SiO 3↓,反应原理是强酸制弱酸,说明碳酸比硅酸酸性强,故D 正确;
答案选D 。
6.下列除去杂质的方法正确的是( )
A Cl2(g)HCl(g)饱和食盐水、
浓硫酸
洗气
B SiO2Fe2O3氢氧化钠溶液过滤
C FeCl2FeCl3Cu过滤
D 氢氧化铁胶
体
氯化铁过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.Cl2难溶于饱和食盐水,HCl极易溶于水,然后用浓硫酸干燥,可以除去氯气中的HCl,A正确;
B.SiO2能和氢氧化钠溶液反应,Fe2O3与NaOH不反应,不能用来除去SiO2 中的Fe2O3,B错误;
C.FeCl3和Cu发生反应:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,除去了Fe3+,又引入了Cu2+,C错误;D.氢氧化铁胶粒和氯化铁溶液都能通过滤纸,应该用渗析的方法除去氢氧化铁胶体中的氯化铁溶液,D错误;
答案选A 。
【点睛】
除杂质时要注意不能除去了原有杂质,又引入新杂质。
7.下列说法中正确的是
A.由Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑可知,酸性H2SiO3>H2CO3
B.氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的玻璃试剂瓶中
C.向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀,过量时沉淀溶解
D.瓷坩埚、氧化铝坩埚均不可作为融化NaOH固体的装置
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.强酸制弱酸都是在溶液中进行的反应,而SiO2与Na2CO3是高温下的反应,生成CO2气体
逸出,有利于反应的进行,与最高价含氧酸的酸性无关,A项错误;
B.氢氟酸与玻璃中的成分反应,氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的塑料试剂瓶中,B项错误;
C.向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀硅酸,硅酸与盐酸不反应,过量时沉淀不溶解,C项错误;
D.瓷坩埚、氧化铝坩埚都和NaOH反应,故均不可作为融化NaOH固体的装置,D项正确;
答案选D。
8.有科学家提出硅是“21世纪的能源”,下列关于硅及其化合物的说法正确的是()A.SiO2是一种酸性氧化物,所以不和任何酸反应
B.高温下,工业制粗硅的反应方程式为2C+SiO2Si+2CO
C.硅酸盐广泛用于光纤通讯
D.水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.二氧化硅常温下能够与氢氟酸反应,生成四氟化硅和水,故A错误;
B.高温下,工业制粗硅是用碳还原二氧化硅,反应方程式为2C+SiO2Si+2CO,故B 正确;
C.二氧化硅是光导纤维的主要成分,故C错误;
D.水晶饰物的主要成分为二氧化硅,故D错误;
故选B。
9.A、B、C均为中学化学常见的纯净物,它们之间存在如下转化关系:
其中①②③均为有单质参与的反应。
(1)若A是常见的金属,①③中均有同一种黄绿色气体参与反应,B溶液遇KSCN显血红色,且②为化合反应,写出反应②的离子方程式_________________________。
(2)如何检验上述C溶液中的阳离子?______________________。
(3)若B是太阳能电池用的光伏材料,①②③为工业制备B的反应。C的化学式是
____________,属于置换反应____________,(填序号)写出反应①的化学方程式
____________________。
【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+取少量溶液于试管,加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶
液变成血红色,则证明含Fe2+ SiCl4①③ 2C+SiO2Si+2CO↑
【解析】
【分析】
(1)由转化关系可知A为变价金属,则A应为Fe,B为氯化铁,C为氯化亚铁,②为Fe与氯化铁的反应;
(3)B是太阳能电池用的光伏材料,可知B为Si,①为C与二氧化硅的反应,①②③为工业制备B的反应,则C为SiCl4,③中SiCl4与氢气反应,提纯Si,以此解答该题。
【详解】
(1)A是常见的金属,①③中均有同一种气态非金属单质参与反应,且②为化合反应,则该非金属气体为Cl2,B为氯化铁,则反应②的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)由分析知C为氯化亚铁,检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管,加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变成血红色,则证明含Fe2+;
(3)B是太阳能电池用的光伏材料,可知B为Si,①为C与二氧化硅的反应,①②③为工业制备B的反应,则C为SiCl4,其中②为Si和Cl2化合生成SiCl4,③中SiCl4与氢气反应,提纯Si,则反应①的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑,其中属于置换反应的有①③。
10.有一种矿石,经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12∶7∶16。
(1)用盐的组成表示其化学式: ___________。
(2)用氧化物的组成表示其化学式: _______。
(3)该矿石的成分属于________(填物质的分类)。
(4)写出该矿石(氧化物形式)与盐酸反应的化学方程式: ______。
【答案】Mg2SiO4 2MgO·SiO2硅酸盐 2MgO·SiO2+4HCl=2MgCl2+2H2O+SiO2
【解析】
【分析】
根据n=m
M
及原子个数比=原子的物质的量之比进行计算,得出正确结论;由金属离子和酸
根离子组成的化合物属于盐。【详解】
镁、硅、氧的质量比为12:7:16,则镁、硅、氧的原子个数比为12
24
:
7
28
:
16
16
=2:1:4
(1)该矿石用盐的组成可表示为:Mg2SiO4;
(2)该矿石用氧化物的组成可表示为:2MgO?SiO2
(3)Mg2SiO4属于盐类,且属于硅酸盐;
(4)Mg2SiO4溶于与稀盐酸生成MgCl2和SiO2,发生反应的化学方程式为2MgO·SiO2+
4HCl=2MgCl2+2H2O+SiO2。
【点睛】
硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为:活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水的顺序书写;注意:①氧化物之间以“?”隔开;②系数配置出现的分数应化为整数;③金
属氧化物在前(活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物),非金属氧化物在后。
11.A 元素的一种单质是重要的半导体材料,含A 元素的一种化合物C 可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维,C 与烧碱反应生成含A 元素的化合物D 。
(1)易与C 发生化学反应的酸是________,反应的化学方程式是_______________ 。
(2)将C 与纯碱混合,在高温熔融时发生化学反应也可生成D ,同时还生成B 的最高价氧化物E ;将E 与D 在足量的水中混合后,又发生化学反应生成含A 的化合物F 。
①写出生成D 和F 的化学反应方程式:____________________、__________________。 ②要将纯碱在高温下熔化,下列坩埚中不可选用的是________。
A .普通玻璃坩埚
B .石英玻璃坩埚
C .瓷坩埚
D .铁坩埚
【答案】氢氟酸 SiO 2+4HF=SiF 4↑+2H 2O SiO 2+Na 2CO 3
高温Na 2SiO 3+CO 2↑ Na 2SiO 3+
CO 2+H 2O=Na 2CO 3+H 2SiO 3↓ ABC
【解析】
【分析】
“A 元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A 为Si ,通过“光导纤维”可推测C 为SiO 2,SiO 2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si 元素的化合物为Na 2 SiO 3。SiO 2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na 2 SiO 3和CO 2,故B 为C ,E 为CO 2,二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠,故F 为H 2SiO 3。
【详解】
(1)SiO 2易与氢氟酸发生反应,故答案为:氢氟酸;242SiO +4HF=SiF +2H O ↑ ; (2)①根据分析可知答案为:223232=SiO +Na CO Na SiO +CO ↑高温 ;23222323Na SiO +CO +H O=Na CO +H SiO ↓ ;
②A 项普通玻璃坩埚中含有SiO 2,会在高温下与纯碱反应,故A 项错误;B 项石英玻璃坩埚中含有SiO 2,会在高温下与纯碱反应,故B 项错误;C 项瓷坩埚中含有SiO 2,会在高温下与纯碱反应,故C 项错误;D 项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质,故D 项正确;故答案为:ABC 。
【点睛】
半导体材料为硅单质,光导纤维材料为二氧化硅,为高频考点,一定要注意记忆区分。
12.2019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人,以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。工业中利用锂辉石(主要成分为LiAlSi 2O 6,还含有FeO 、CaO 、MgO 等)制备钴酸锂(LiCoO 2)的流程如图:
已知:K sp [Mg(OH)2]=10-11,K sp [Al(OH)3]=10-33,K sp [Fe(OH)3]=10-38
回答下列问题:
(1)为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈__,可以认为该矿石中存在锂元素。
a.紫红色
b.紫色
c.黄色
(2)锂辉石的主要成分为LiAlSi 2O 6,其氧化物的形式为__。
(3)为提高“酸化焙烧”效率,常采取的措施是__。
(4)向“浸出液”中加入CaCO 3,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制pH 使Fe 3+、A13+完全沉淀,则pH 至少为__。(已知:完全沉淀后离子浓度低于1×l05)mol/L) (5)“滤渣Ⅱ”的主要化学成分为___。
(6)“沉锂”过程中加入的沉淀剂为饱和的__溶液(填化学式);该过程所获得的“母液”中仍含有大量的Li +,可将其加入到“__”步骤中。
(7)Li 2CO 3与Co 3O 4在敞口容器中高温下焙烧生成钴酸锂的化学方程式为__。
【答案】a Li 2O·
Al 2O 3·4SiO 2 将矿石粉碎(搅拌、升高温度) 4.7 Mg(OH)2,CaCO 3 Na 2CO 3 净化 6Li 2CO 3+4Co 3O 4+O 2=12Li 2CoO 2+6CO 2
【解析】
【分析】
锂辉石(主要成分为LiAlSi 2O 6,还含有FeO 、CaO 、MgO 等)为原料来制取钴酸锂(LiCoO 2),加入过量浓硫酸溶解锂辉矿,加入碳酸钙除去过量的硫酸,并使铁离子、铝离子沉淀完全,然后加入氢氧化钙和碳酸钠沉淀镁离子和钙离子,过滤得到溶液中主要是锂离子的溶液,滤液蒸发浓缩得20%Li 2S ,加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂,洗涤后与Co 3O 4高温下焙烧生成钴酸锂,据此分析解题。
【详解】
(1)焰色反应常用来检测金属元素,钠元素的焰色为黄色,钾元素的焰色为紫色,利用排除法可以选出锂元素的焰色为紫红色,故答案为a ;
(2)锂辉石的主要成分为LiAlSi 2O 6,在原子简单整数比不变的基础上,其氧化物的形式为Li 2O?Al 2O 3?4SiO 2;
(3)“酸化焙烧”时使用的是浓硫酸,为提高“酸化焙烧”效率,还可采取的措施有将矿石细磨、搅拌、升高温度等;
(4)根据柱状图分析可知,Al(OH)3的K sp 大于Fe(OH)3的K sp ,那么使Al 3+完全沉淀pH 大于
Fe 3+的Al(OH)3的K sp =c(Al 3+)×c 3(OH -)=1×10-33,c(OH -()33w K c Al +3335110110--??-9.3mol/L ,则c(H +)=1×10-4.7mol/L ,pH=4.7,即pH 至少为4.7;
(5)由分析知,“滤渣Ⅱ”的主要化学成分为Mg(OH)2和CaCO3;
(6)根据“沉锂”后形成Li2CO3固体,以及大量生产的价格间题,该过程中加入的沉淀剂为饱和Na2CO3溶液;该过程得的“母液“中仍含有大量的Li+,需要从中2提取,应回到“净化“步隳中循环利用;
(7)Li2CO3与Co3O4在敝口容器中反应生成LiCoO2时Co元素的化合价升高,因此推断空气中O2参与反应氧化Co元素,化字方程式为6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2。
【点睛】
硅酸盐改写成氧化物形式的方法如下:a.氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活发金属氧化物→二氧化硅→水,不同氧化物间以“?”隔开;b.各元素的化合价保持不变,且满足化合价代数和为零,各元素原子个数比符合原来的组成;c.当计量数配置出现分数时应化为整数。
13.晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料,可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示):
(1)在上述生产过程中,属于置换反应的有____(填反应代号)。
(2)写出反应③的化学方程式_______。
(3)化合物W的用途很广,通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂,可作肥皂的填充剂,是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373~1 623 K反应,生成化合物W,其化学方程式是___。
(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是___(填化学式);分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是______(填化学式)。
(5)工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气,再提纯水煤气得到纯净的H2,提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为_______。
【答案】①②③ SiHCl3+H2Si+3HCl SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑CO2 CO2和HCl CO+H2O CO2+H2、CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
【解析】
【详解】
(1)置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,根据题干中制取硅的流程图知①②③属于置换反应,故答案为:①②③;
(2)反应③是SiHCl3被氢气还原得到硅和氯化氢,反应的化学方程式为SiHCl3+H21357K
Si+3HCl,故答案为:SiHCl3+H21357K Si+3HCl;
(3)二氧化硅与碳酸钠高温反应生成硅酸钠,反应方程式为
SiO 2+Na 2CO 313731623K :Na 2SiO 3+CO 2↑,故答案为:SiO 2+Na 2CO 313731623K
:Na 2SiO 3+CO 2↑; (4)A 、B 、C 分别为CO 、CO 2、HCl ,作为减排目标的一种气体是CO 2,化合物W 为硅酸钠,能与W 反应生成沉淀的是CO 2和HCl ,故答案为:CO 2;CO 2和HCl ; (5)碳和水反应生成一氧化碳和氢气:C+H 2O (g )高温CO+H 2,一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气:CO+H 2O (g )1073K
催化剂CO 2+H 2,二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙:
CO 2+Ca(OH)2═CaCO 3↓+H 2O ,故答案为:CO+H 2O(g)
1073K 催化剂CO 2+H 2、
CO 2+Ca(OH)2═CaCO 3↓+H 2O 。
14.为确认HCl 、23H CO 、23H SiO 的酸性强弱,某学生设计了如下图所示的实验装置,一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)请据此回答:
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂应为________。
(2)装置B 所盛的试剂是_____________,其作用是__________________。
(3)装置C 所盛试剂是________________,C 中反应的离子方程式是____________。 (4)由此得到的结论是酸性:________>________>________。
【答案】盐酸 饱和3NaHCO 溶液 吸收HCl 气体 23Na SiO 溶液
232223SiO CO H O H SiO -++===↓23CO -+(或
2322323SiO 2CO 2H O 2HCO H SiO --++===+↓) HCl 23H CO 23H SiO
【解析】
【分析】
要确认HCl 、23H CO 、23H SiO 的酸性强弱,设计的实验流程为HCl →H 2CO 3→H 2SiO 3,所以A 中反应为2HCl+Na 2CO 3=2NaCl+H 2O+CO 2↑,C 中反应为
Na 2SiO 3+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O==H 2SiO 3↓+2NaHCO 3。由于盐酸易挥发,会干扰CO 2与Na 2SiO 3溶液的反应,所以在反应前,应除去CO 2中混有的HCl 气体。
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂应为酸。
(2)装置B 所盛的试剂,应能除去CO 2中混有的HCl 气体。
(3)装置C 中发生反应Na 2SiO 3+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O ==H 2SiO 3↓+2NaHCO 3。
(4)由此可得出酸性的强弱关系。
【详解】
要确认HCl 、23H CO 、23H SiO 的酸性强弱,设计的实验流程为HCl →H 2CO 3→H 2SiO 3, 由于盐酸易挥发,会干扰CO 2与Na 2SiO 3溶液的反应,所以在CO 2通入硅酸钠溶液前,应除去CO 2中混有的HCl 气体。
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐(通常为Na 2CO 3)溶液,分液漏斗所盛试剂应为盐酸。答案为:盐酸;
(2)装置B 所盛的试剂为饱和NaHCO 3溶液,其作用是除去CO 2中混有的HCl 气体。答案为:饱和3NaHCO 溶液;吸收HCl 气体;
(3)装置C 中发生反应Na 2SiO 3+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O ==H 2SiO 3↓+2NaHCO 3。装置C 所盛试剂是23Na SiO 溶液,C 中反应的离子方程式是SiO 32-+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+CO 32-或SiO 32-+2CO 2+2H 2O==H 2SiO 3↓+2HCO 3-。
(4)由此得到的结论是酸性:HCl >H 2CO 3>H 2SiO 3。答案为:HCl ;H 2CO 3;H 2SiO 3。
【点睛】
硅酸溶胶的制备:向盛有适量1mol/L 稀盐酸的试管里,逐滴加入适量的饱和硅酸钠溶液,用力振荡,即得到无色透明的硅酸溶胶。
硅酸凝胶的制备:向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里,逐滴加入几滴浓盐酸,振荡、静置,即得到无色透明果冻状的硅酸凝胶。
15.在实验过程中,若一种气体极易溶于一种液体,则容易发生倒吸现象,给实验造成危险。现有4位同学分别设计了一个实验,希望通过观察到的明显现象来说明二氧化碳极易溶于氢氧化钠溶液,设计的装置如下:
其中一位同学向充满二氧化碳的塑料瓶D 中加入氢氧化钠溶液,盖紧瓶塞后振荡,如果看到瓶子变瘪了,说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。对装置A ~C ,将能达到实验目的的装置、操作方法和实验现象填入下表(可不填满):
_______________________________
【答案】
【解析】
【分析】
二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应,将造成密闭系统内气压减小。
【详解】
A中将分液漏斗中的NaOH溶液滴入烧瓶中,由于二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使烧瓶内压强降低,水槽中的水会被倒吸入烧瓶中,能达到实验目的;B中打开试管的橡胶塞,由于二氧化碳和氢氧化钠溶液反应造成试管内压强减小,氢氧化钠溶液会迅速充满试管,能达到实验目的;C中打开橡胶管上的止水夹,将胶头滴管里的氢氧化钠溶液挤入烧瓶中,会导致烧瓶中压强降低,烧瓶中将形成喷泉现象,能达到实验目的。
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