2020年高考化学考点考法精练：原电池

- 1 - 专题七　碳、硅及其化合物　无机非 金属材料 考点 1 碳、硅及其化合物 1.[2020 江苏苏州调研]在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　) A.SiO2 SiCl4 Si B.FeS2 SO2 H2SO4 C.饱和 NaCl(aq) NaHCO3(s) Na2CO3 D.MgCO3 MgCl2(aq) Mg 2.[2020 广东惠州第二次调研]下列说法正确的是(　　) A.SiO2 为酸性氧化物,其不能与任何酸发生化学反应 B.SO2 能使品红溶液、溴水褪色,分别说明 SO2 具有强氧化性、还原性 C.将 AlCl3 溶液和 Al2(SO4)3 溶液分别蒸干和灼烧,最终所得产物均为 Al2O3 D.反应物和生成物各具有的总能量决定了该反应是放热反应还是吸热反应 3.[2019 湖北武汉部分示范高中联考]半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由 SiO2 制 Si。制取过程中 未涉及的化学反应是(　　) A.SiO2+2C Si+2CO↑ B.SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O C.Si(粗)+2Cl2 SiCl4 D.SiCl4+2H2 Si+4HCl 4.[2019 广西第二次考试]下列实验设计能够达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验设计 A 除去 CO2 中少量的 SO2 将混合气体通入饱和 Na2CO3 溶液 B 除去 Cu 粉中混有的 CuO 向混合物中滴加适量稀硝酸 C 检验溶液中是否含有 Fe2+ 向溶液中滴入氯水后,再滴加 KSCN 溶液 D 证明 H2CO3 的酸性比 H2SiO3 强 将 CO2 通入 Na2SiO3 溶液中 5.[2020 安徽亳州第二中学模拟,12 分] X、Y、Z、W 四种化合物均由短周期主族元素组成。其中 X 含有四种 元素,X、Y、Z 的焰色反应均为黄色,W 为无色无味气体。这四种化合物具有如图 1 所示转化关系(部分反应物、 产物及反应条件已略去)。请回答: 图 1 (1)Y 的电子式是　　　　　　　　。 - 2 - (2)X 与 Y 在溶液中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)X 含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用如图 2 所示装置 (夹持装置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置Ⅴ中可收集到一种无色气体 R。 图 2 ① 装 置 Ⅰ 中 反 应 的 化 学 方 程 式 是 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 , 装 置 Ⅱ 中 反 应 的 化 学 方 程 式 是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②用 X 含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的气体 R,该化合物的 化学式是　　　　　　　　,所需仪器装置是　　　　　　　　　。(从图 2 中选择必要装置,填写编号) (4)向 Z 溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有 X 生成,该反应的化学方程 式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 考点 2 无机非金属材料 6.[2020 期中考试]化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法正确的是(　　) A.目前提岀的“低碳经济”,要求减少 CO2 的排放,抑制酸雨的形成 B.推广使用燃料电池汽车,可减少颗粒物、CO 等有害物质的排放 C.高纯度的硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路” D.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品 7.[2020 湖北三校联考]《厉害了,我的国》展示了中国探索太空,开发深海,建设世界第一流的高铁、桥梁、码 头,5G 技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是(　　) A.为打造生态文明建设,我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电,电能属于一次能源 B.C919 大型客机使用了大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金属于金属材料 C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅 D.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 8.[2020 吉林长春第一次质量监测]化学与人类生产、生活密切相关,下列叙述不正确的是(　　) A.用地沟油制取的生物柴油和从石油炼得的柴油都属于烃类物质 B.高铁“复兴号”车厢连接的关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料 C.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21 世纪海上丝绸之路”的简称,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子 化合物 D.中国天眼“FAST”用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料 一、选择题(每小题 6 分,共 30 分) 1.[2020 江西高三第一次联考]下列实验操作能达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验操作 A 检验粗盐溶液中的 Cl- 取少量粗盐溶液,滴加 AgNO3 溶液,观察现象 B 检验碳酸钠 将 Pt 丝蘸取盐酸灼烧至无色后,蘸取待测物灼烧,观察现象 C 除去 MnO2 中的炭粉 反复灼烧至质量不再变化- 3 - D 检验 CO、CO2 混合气 体 将气体依次通过 CuO(灼热)、澄清石灰水 2.[2020 福建六校联考]溶液 X 中只可能含有 K+、Mg2+、Al3+、AlO-2、SiO2-3 、SO2-3 、CO2-3 、SO2-4 中的若干种, 某同学对该溶液进行了如图所示实验: 下列判断错误的是(　　) A.气体甲可能是混合物 B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物 C.白色沉淀乙的主要成分是氢氧化铝 D.K+、AlO-2和 SiO2-3 一定存在于溶液 X 中 3.[新题型][2020 期中考试]我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”(流程图如图所示),促进了世 界制碱技术的发展。下列有关说法正确的是(　　) A.沉淀池中的反应物共含有五种元素 B.过滤得到的“母液”中一定只含有两种溶质 C.图中 X 可能是氨气 D.通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,更多地析出沉淀 4.[新素材]已知草酸(H2C2O4)是一种弱酸,157 ℃升华,170 ℃以上分解可放出 CO2 和 CO;可与酸性 KMnO4 溶 液反应;其钠盐易溶于水,钙盐难溶于水。下列说法正确的是(　　) A.草酸受热产生的气体,用足量的 NaOH 溶液充分吸收后,可收集得到纯净的 CO B.草酸受热产生的气体通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,则说明产生的气体中一定有 CO C.草酸受热产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中,若能产生白色浑浊现象,则说明产生的气体中一定有 CO2 D.H2C2O4 与酸性 KMnO4 溶液反应的离子方程式为 5H2C2O4+2MnO-4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O 5.[2019 模拟]用下列装置完成相关实验,合理的是(　　)- 4 - A.图①:验证 H2CO3 的酸性强于 H2SiO3 B.图②:收集 CO2 或 NH3 C.图③:分离 Na2CO3 溶液与 CH3COOCH2CH3 D.图④:分离 CH3CH2OH 与 CH3COOCH2CH3 二、非选择题(共 49 分) 6.[新情境][13 分]随着“绿色汽车”的广泛应用,汽车工业对电池的要求日益提高。LiMn2O4 是新一代锂电池的 电极材料,这一电极材料的应用对提高电池性能起到重要作用。LiMn2O4 可以从海底获取的锰结核矿(主要成分 是 MnO2)为原料进行生产,制备 LiMn2O4 的一种实验流程如图所示: 锰结核矿 硫酸锰溶液 黑色沉淀 前驱体 MnO2 LiMn2O4 回答下列问题: (1)若步骤①加入的试剂甲选用草酸(H2C2O4),写出选用草酸时步骤①发生反应的离子方程式:　　　　　　　; 依据反应原理,下列物质中　　　　　　还适合作为试剂甲。 A.SO2　　　　B.浓盐酸　　　　C.硝酸钠 (2)已知:K2S2O8 与 MnSO4 反应能生成 MnO2,反应中消耗 K2S2O8 的物质的量与生成 MnO2 的物质的量之比为 1∶1;NaClO3 也能与 MnSO4 反应生成 MnO2,反应中消耗 NaClO3 的物质的量与生成 MnO2 的物质的量之比为 2∶5。若试剂乙为 NaClO3,写出步骤②发生反应的离子方程式:　　　　　　　;有专家认为试剂乙选用 K2S2O8 更合适,专家作出这一判断的理由是　　　　　　　。 (3)步骤③中,需要用乙醇与水的混合液洗涤的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若用电解法电解 MnSO4 溶液制备 MnO2,写出阳极的电极反应式:　　　　　　　　。 7.[2019 河北石家庄质检,15 分]草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为 180)呈淡黄色,可用作医药和摄 影显色剂。某实验小组对其进行了一系列探究。 Ⅰ.探究草酸亚铁晶体的热分解产物 (1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图所示装置(可重复选用)进行实验: ①装置 D 的名称为　　　　。 ②按照气流方向,装置的连接顺序为　　　　(填仪器接口的字母)→尾气处理装置。 ③点燃酒精灯前先通入一段时间 N2,其目的是　　　　　　　　。 ④实验证明了气体产物中含有 CO、CO2 和 H2O,依据的实验现象为　　　　　　　　。 (2)固体产物成分的探究。充分反应后,装置 A 中硬质玻璃管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体可能为 Fe 或 FeO。小组成员设计实验证明了其成分只有 FeO,其操作及现象为　　　　　　　　　　　　。 (3)依据(1)和(2)的结论,可知装置 A 中硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为　　　　　　。 Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定 工业制得的草酸亚铁晶体中常含有 FeSO4 杂质,测定其纯度的步骤如下:- 5 - 步骤 1　称取 m g 草酸亚铁晶体样品溶于稀 H2SO4 中,配成 250 mL 溶液; 步骤 2　取上述溶液 25.00 mL 于锥形瓶中,用 c mol· L-1 KMnO4 标准溶液滴定至终点,消耗 KMnO4 标准溶液 V1 mL; 步骤 3　向反应后的溶液中加入过量锌粉,充分反应后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加入 适量稀 H2SO4 酸化,用 c mol·L-1 KMnO4 标准溶液滴定至终点,消耗 KMnO4 标准溶液 V2 mL。 (4)步骤 3 中加入过量锌粉的目的为　　　　　　　　　。 (5)草酸亚铁晶体样品的纯度为　　　　　　　　　　　(列出表达式即可);若步骤 1 配制溶液时部分 Fe2+被 氧化,则测定结果将　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 8.[2019 湖北名校 4 月模拟,11 分]单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温条件下还原二氧 化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度 450~500 ℃),四氯化硅经提 纯后用氢气还原得到高纯硅。实验室制备四氯化硅的装置如图所示。 相关信息如下: a.四氯化硅遇水极易水解; b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物; c.有关物质的相关信息如表所示: 物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点/℃ 58 13 315 熔点/℃ -69 -107 193 304 升华温度/℃ 180 300 160 请回答下列问题: (1)写出装置 A 中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 (2)装置 F 的名称是　　　　;装置 C 中的试剂是　　　　;装置 E 中的 h 需要冷却的理由 是　　　　　　　　　　　　。 (3)装置 E 中 h 收集到的粗产物可通过精馏得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外还含有的元素 是　　　　(填元素符号)。 (4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素转化成 Fe2+,再用 KMnO4 标准溶液在酸性条 件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为 5Fe2++MnO-4+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O。 ①滴定前是否要滴加指示剂?　　　(填“是”或“否”)。 ②某同学称取 5.000 g 残留物,经预处理后配制成 100 mL 溶液,移取 25.00 mL 该溶液于锥形瓶中,用 1.0×10-2 mol·L-1 KMnO4 标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗 KMnO4 标准溶液 20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分 数是　　　　。 9.[新情境][10 分]2019 年 1 月 7 日于深圳,华为宣布推出鲲鹏 920 芯片,创造了计算性能新纪录!组成芯片的 核心物质是高纯度硅。一种以石英砂(主要成分为 SiO2,还含有铁、铝、锂等元素的氧化物或复盐)为原料同时 制备纯硅和金属锂的流程如图所示:- 6 - 已知:LiCl 的熔点是 605 ℃、沸点是 1 382 ℃;NH4Cl 在 100 ℃开始分解,337.8 ℃分解完全。 回答下列问题: (1)粗硅中常含有副产物 SiC,请写出反应①中生成 SiC 的化学方程式:　　　　　。 (2)整个制硅过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3 遇水能发生剧烈反应,写出该反应的化学方程式:　　　　。 (3)假设每一轮次制备 1 mol 纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应②中 HCl 的利用率为 90%,反应③中 H2 的利用率为 93.75%。则在第二轮次的生产中,补充 HCl 和 H2 的物质的量之比是　　　　。 (4)试剂 X 是　　　,操作 a 为　　　,操作 b 为　　　。 - 7 - 专题七　碳、硅及其化合物　无机非 金属材料 1.C　二氧化硅与盐酸不反应,故 A 项错误;FeS2 煅烧生成二氧化硫,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,不能生成硫 酸,故 B 项错误;向饱和 NaCl 溶液中通入氨气和二氧化碳可生成碳酸氢钠固体,碳酸氢钠不稳定,受热分解可生 成碳酸钠,故 C 项正确;MgCO3 与盐酸反应可得到 MgCl2 溶液,电解氯化镁溶液得到氯气、氢气和氢氧化镁沉淀, 得不到 Mg,故 D 项错误。 2.D　SiO2 为酸性氧化物,但能与氢氟酸反应,A 项错误。SO2 使品红溶液褪色,是因为 SO2 与品红结合形成了无 色物质,体现漂白性;使溴水褪色,是因为发生反应 SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4,体现还原性,B 项错误。将 AlCl3 溶液蒸干时,HCl 挥发,平衡 AlCl 3+3H2O Al(OH)3+3HCl 向正反应方向移动并进行完全,灼烧时 Al(OH)3 分解为 Al2O3,但将 Al2(SO4)3 溶液蒸干时,由于 H2SO4 难挥发,故最终得到的仍为 Al2(SO4)3,C 项错误。 化学反应是吸热反应还是放热反应,取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小,D 项正确。 3.B　“从沙滩到用户”,即由 SiO 2 制取 Si,反应原理是沙子的主要成分二氧化硅与焦炭在高温下反应生成硅和 一氧化碳,得到粗硅;粗硅与氯气在加热条件下反应生成四氯化硅;氢气与四氯化硅在高温下反应生成硅和氯化 氢,得到纯硅。制取过程中未涉及 B 选项中的化学反应,故 B 符合题意。 4.D　CO2、SO2 均能与碳酸钠反应,不能达到除杂目的,应选饱和碳酸氢钠溶液洗气,故 A 错误;二者均与硝酸反 应,不能达到除杂目的,应选盐酸,然后过滤,故 B 错误;应先加 KSCN 溶液,因氯水可氧化亚铁离子,故 C 错误;将 CO2 通入硅酸钠溶液中,发生强酸制弱酸的反应,有白色不溶物硅酸生成,可证明 H2CO3 酸性比硅酸强,故 D 正 确。 5.(1)Na+[∶ ·· O ·· ∶H]-(1 分 ) 　 (2)HCO-3+OH- CO2-3 +H2O(2 分 ) 　 (3)①Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2↑+H2O( 或 2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2CO2↑+2H2O)(2 分 ) 　 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2(2 分)　②H2O2(1 分)　Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ(2 分)　(4)2Na2CO3+Cl2+H2O NaClO+NaCl+2NaHCO3(2 分) 【解析】　X、Y、Z 的焰色反应均为黄色,说明三者均为含钠元素的化合物。X 含有四种元素,在加热条件下能 生成 Z,这四种化合物均由短周期主族元素组成,且 W 为无色无味的气体,可推知 X 是 NaHCO 3,则 Z 是 Na2CO3,W 是 CO2,Y 是 NaOH 。 (1) 结 合 以 上 分 析 可 知 ,Y 为 NaOH,NaOH 属 于 离 子 化 合 物 , 电 子 式 是 Na+[∶ ·· O ·· ∶H]-。(2)碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,离子方程式是 HCO-3+OH- CO2-3 +H2O。(3)①X 所 含的四种元素为 Na、H、C、O,利用元素之间组成的化合物,制备并收集纯净干燥的无色气体 R。装置Ⅲ中产 生白色沉淀,结合题给条件及题图 2 可知装置Ⅰ中反应生成二氧化碳,装置Ⅱ中反应生成气体 R,R 应为二氧化碳 与过氧化钠反应生成的氧气。装置Ⅲ除去氧气中混有的二氧化碳,装置Ⅳ干燥氧气,装置Ⅴ中收集的气体是氧气。 因此装置Ⅰ中的固体反应物是碳酸钠或碳酸氢钠,发生的反应是 Na 2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2↑+H2O 或 2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2CO2↑+2H2O;装置Ⅱ中的物质是 Na 2O2,反应的化学方程式为 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2。②过氧化氢在二氧化锰作催化剂的情况下,可以分解产生氧气,反应需要装置Ⅰ(气体发生装 置)、Ⅳ(干燥装置)、Ⅴ(收集装置)。(4)Z 溶液是碳酸钠溶液,其和氯气反应生成的具有漂白、消毒作用的物质是 NaClO,除此以外,生成物还有碳酸氢钠和氯化钠,因此该反应的化学方程式为 2Na 2CO3+Cl2+H2O NaClO+NaCl+2NaHCO3。 6.B　目前提岀的“低碳经济”,要求减少 CO2 的排放,目的是减缓温室效应,故 A 项错误;推广使用燃料电池汽车, 可以减少化石燃料的燃烧,进而可以减少 CO 及固体颗粒物等的排放,故 B 项正确;高纯度的二氧化硅广泛用于 制作光导纤维,二氧化硅与强碱可反应,光导纤维遇强碱会“断路”,故 C 项错误;水泥、玻璃、青花瓷属于传统的 硅酸盐工业产品,水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐材料,故 D 项错误。- 8 - 7.B　电能不属于一次能源,属于二次能源,故 A 错误;铝锂合金属于金属材料,故 B 正确;二氧化硅具有良好的光 学特性,是制造光缆的主要原料,故 C 错误;高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,其主要成分不是硅酸盐,故 D 错误。 8.A　用地沟油制取的生物柴油属于酯类物质,从石油炼得的柴油属于烃类物质,A 项错误;四氟乙烯发生加成 聚合反应生成的聚四氟乙烯属于高分子化合物,B 项正确;丝绸的主要成分是蛋白质,蛋白质属于天然高分子化 合物,C 项正确;碳化硅属于新型的无机非金属材料,D 项正确。 1.C　粗盐溶液中含有硫酸根离子等,滴加 AgNO3 溶液,会生成微溶于水的硫酸银沉淀,干扰粗盐溶液中 Cl-的 检验,故 A 项错误;将 Pt 丝蘸取盐酸灼烧至无色后,蘸取待测物灼烧,观察现象,火焰呈黄色,只能证明待测物中 含有钠元素,不能证明待测物含有碳酸根离子,故 B 项错误;炭粉在空气中燃烧生成二氧化碳气体,反复灼烧至 质量不再变化,可以除去 MnO2 中的炭粉,故 C 项正确;将气体通过 CuO(灼热)时,CO 会被氧化为二氧化碳,不 能检验原混合气体中是否存在二氧化碳,故 D 项错误。 2.B　向溶液 X 中加入过量的稀盐酸,有气体生成,则气体甲可能是 CO2 或 SO2 或 CO2 和 SO2 的混合物,则溶 液 X 中不存在 Mg2+和 Al3+。有沉淀甲生成,说明溶液 X 中含有 SiO2-3 ,生成硅酸沉淀。加入过量的氨水,生成白 色沉淀乙,则说明溶液 X 中存在 AlO-2,沉淀乙为氢氧化铝。根据电荷守恒,溶液 X 中一定存在 K+。气体甲可能为 CO2 或 SO2 或 CO2 和 SO2 的混合物,A 项正确;沉淀甲只有硅酸,B 项错误;Al O-2在过量的稀盐酸作用下生成 Al3+,Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH+4 ,C 项正确;综合以上分析可知,D 项正确。 3.D　沉淀池中的反应物是氯化钠、氨气、二氧化碳和水,所以含有 Na、Cl、N、H、C、O 六种元素,故 A 项 错误;过滤得到的“母液”中含有的溶质有碳酸氢钠、氯化铵,还可能含有过量的氯化钠,故 B 项错误;碳酸氢钠分 解生成碳酸钠、水、二氧化碳,所以 X 是二氧化碳,故 C 项错误;氨气的水溶液显碱性,能更好地吸收二氧化碳, 更多地析出沉淀,故 D 项正确。 4.D　根据题干信息可知,在草酸受热产生的气体中会含有分解所产生的 CO2 和 CO,也会含有其升华所产生的 草酸蒸气。产生的气体用足量的 NaOH 溶液吸收后,除去了 CO2 及草酸蒸气,但引入了水蒸气,A 项错误;由于受 热产生的气体中含有草酸蒸气,且草酸具有强还原性,所以氧化铜被还原也有可能是草酸作用的结果,不能由此 确定一定存在 CO,B 项错误;由于受热产生的气体中含有草酸蒸气,又草酸钙同样难溶于水,所以形成的沉淀有 可能是草酸钙沉淀,C 项错误;草酸具有还原性,能与酸性 KMnO 4 溶液反应而使其褪色,反应的离子方程式为 5H2C2O4+2MnO-4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O,D 项正确。 5.B　生成的二氧化碳中含有氯化氢,氯化氢也能与硅酸钠反应产生硅酸沉淀,A 项错误;氨气的密度比空气的 小,二氧化碳的密度比空气的大,则气体长导管进短导管出收集二氧化碳,气体短导管进长导管出收集氨气,B 项 正确;Na2CO3 溶液与 CH3COOCH2CH3 不互溶,应用分液法分离,C 项错误;CH 3CH2OH 与 CH3COOCH2CH3 互溶,不能用分液法分离,应用蒸馏法分离,D 项错误。 6.(1)MnO2+ H2C2O4+2H+ Mn2++2CO2↑+2H2O(2 分 ) 　 A(2 分 ) 　 (2)2ClO-3+5Mn2++4H2O 5MnO2↓+Cl2↑+8H+(2 分)　反应中没有有毒气体生成,且同时生成了 H2SO4,可以循环使用(2 分)　(3)乙醇易 挥发,用乙醇与水的混合液洗涤既可以有效除去残留在固体表面的可溶性杂质,也可以利用乙醇的易挥发性,在 挥发时带走水分(2 分)　(4)Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+(3 分) 【 解 析 】 　 (1)H2C2O4 将 MnO2 还 原 为 Mn2+, 反 应 的 离 子 方 程 式 为 MnO2+H2C2O4+2H+ Mn2++2CO2↑+2H2O;试剂甲应该具有还原性,SO2 具有还原性,所以 SO2 适合作为试剂甲,而硝酸钠在酸性条件 下表现强氧化性,不能作为试剂甲,浓盐酸在加热条件下才能还原 MnO2,也不能作为试剂甲。(2)已知 K2S2O8 和 MnSO4 的反应中消耗 K2S2O8 的物质的量与生成 MnO2 的物质的量之比为 1∶1,NaClO3 和 MnSO4 的反应中消 耗 NaClO3 的物质的量与生成 MnO2 的物质的量之比为 2∶5,相应的反应分别为 S2O2-8 +Mn2++2H2O 2SO2-4 +MnO2↓+4H+和 2ClO-3+5Mn2++4H2O 5MnO2↓+Cl2↑+8H+。从上述反应可知,当试剂乙为 NaClO3 时,生成 物中有有毒的氯气生成,若用 K2S2O8 代替 NaClO3,反应中没有有毒气体生成,且同时生成了 H2SO4,可以循环- 9 - 使用。(3)由于乙醇易挥发,用乙醇与水的混合液洗涤既可以有效除去残留在固体表面的可溶性杂质,也可以利用 乙醇的易挥发性,在挥发时带走水分。(4)电解时,Mn 2+在阳极转化为 MnO2,电极反应式为 Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+。 7.Ⅰ.(1)①球形干燥管(1 分)　②agfbchi(或 ih)de(或 ed)bc(2 分)　③排尽装置中的空气(1 分)　④装置 C 硬质 玻璃管中固体由黑色变为红色,两个装置 B 中澄清石灰水均变浑浊,装置 D 中白色固体变为蓝色(3 分)　(2)取 少 许 黑 色 固 体 于 试 管 中 , 向 其 中 滴 加 足 量 稀 硫 酸 , 无 气 体 生 成 (2 分 ) 　 (3)FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O(2 分)　Ⅱ.(4)将 Fe 3+还原为 Fe2+(1 分)　(5) 5 2 × 푐 × (푉1 - 푉2) × 10-3 × 250 25.00 × 180 푚 ×100%(2 分)　 偏小(1 分) 【解析】　Ⅰ.(1)①装置 D 是球形干燥管。②根据装置中的试剂可知装置 B 用于检验 CO 2,装置 C 用于检验 CO,装置 D 用于检验水蒸气,装置 E 用于除去水蒸气和二氧化碳。草酸亚铁晶体在装置 A 中受热分解的气体产 物可能有 CO2、CO、H2O,为避免干扰,检验顺序应为 H2O、CO2、CO,故按照气流方向,装置的连接顺序为 agfbchi(或 ih)de(或 ed)bc,最后连接尾气处理装置。③实验前先通入一段时间 N2,目的是排尽装置中的空气,防 止干扰实验。④CO 可将黑色的 CuO 还原为红色的 Cu,自身被氧化为 CO2,故实验现象应为装置 C 硬质玻璃管 中固体由黑色变为红色,两个装置 B 中澄清石灰水均变浑浊,装置 D 中白色固体变为蓝色。(2)充分反应后,装置 A 中硬质玻璃管中残留黑色固体,黑色固体可能为 Fe 或 FeO。要证明其成分只有 FeO,可以将黑色固体溶于酸, 看有无气体放出。(3)依据(1)和(2)的结论,可知装置 A 中硬质玻璃管中发生的反应是草酸亚铁晶体分解生成氧 化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水,反应的化学方程式为 FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O。Ⅱ.(4)步 骤 3 中加入过量锌粉的目的为将 Fe3+还原为 Fe2+。(5)分析滴定过程可知,第一次用 KMnO 4 标准溶液滴定 时,Fe2+和草酸根离子都被氧化,Fe2+被氧化为 Fe3+,草酸根离子被氧化为 CO2;向滴定后的溶液中加入过量锌粉, 锌将 Fe3+还原为 Fe2+,充分反应后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中,加入适量稀 H2SO4 酸化, 再用 KMnO4 标准溶液滴定,此时只有 Fe 2+被氧化。滴定草酸根离子所消耗的 KMnO4 标准溶液的体积为 (V1-V2)mL,反应的离子方程式为 2MnO-4+5C2O2-4 +16H+ 10CO2↑+8H2O+2Mn2+,C2O2-4 的物质的量为 5푐(푉1 - 푉2) 2 ×10-3mol,故草酸亚铁晶体样品的纯度= 5 2 × 푐 × (푉1 - 푉2) × 10-3 × 250 25.00 × 180 푚 ×100%。若步骤 1 配制溶液时部分 Fe2+被氧 化,会导致第一步滴定中消耗高锰酸钾标准溶液的体积减小,即 V1 偏小,则最终测定结果将偏小。 8.(1)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O(2 分)　(2)球形干燥管(1 分)　浓 H2SO4(1 分)　SiCl4 沸点较低,用 冰水共存物冷却可得到液态 SiCl4(2 分)　(3)Al、Cl、P(2 分)　(4)①否(1 分)　②4.48%(2 分) 【解析】　(1)装置 A 中发生的反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的离子方程式为 MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)装置 F 为球形干燥管;装置 B 用饱和食盐水除去氯气中的 HCl 杂质, 装置 C 用浓 H2SO4 除去水,以制得干燥纯净的 Cl2;h 用冰水共存物冷却,主要目的是将气态 SiCl4 转化为液态, 便于后续提纯。(3)精馏粗产物得到 SiCl4,温度应控制在 58℃,此时 BCl3 已汽化,残留物中含有 AlCl3、FeCl3、 PCl5,所以残留物中还含有的元素有 Al、P、Cl。(4)①滴定时 MnO-4自身有颜色,可作为指示剂,所以滴定前不需 要 滴 加 指 示 剂 。 ② 根 据 反 应 的 离 子 方 程 式 5Fe2++MnO-4+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O 可 知 ,5Fe2+~MnO-4,n(Fe2+)=1.0×10-2mol·L-1×0.020L×5=1.0×10-3mol, 则 5.000g 残 留 物 中 n(Fe2+)=4.0×10-3mol,w(Fe)= 4.0 × 10-3mol × 56g·mol-1 5.000g ×100%=4.48%。 9.(1)SiO2+3C SiC+2CO↑(2 分)　(2)SiHCl3+3H2O H2SiO3↓+H2↑+3HCl(2 分)　(3)5∶1(2 分)　(4)氨水 (2 分)　过滤(1 分)　加热(1 分) 【解析】　(1)由题图可知副反应的反应物为二氧化硅、焦炭,生成物为碳化硅、一氧化碳,化学方程式为 SiO2+3C SiC+2CO↑。(2)SiHCl3 遇水剧烈反应,化学方程式为 SiHCl3+3H2O H2SiO3↓+H2↑+3HCl。(3) 由题意可知,反应②为 Si+3HCl SiHCl3+H2,反应③为 SiHCl3+H2 Si+3HCl。根据上述化学方 程式,可知制备 1mol 纯硅,能产生 3molHCl,但反应②中 HCl 的利用率是 90%,因此第二轮次生产中需要增加 ( 3 0.9-3)molHCl。制备 1mol 纯硅能产生 1molH2,但反应③中 H2 的利用率为 93.75%,因此第二轮次生产中需增加 ( 1 0.9375-1)molH2,因此,第二轮次生产中补充 HCl 和 H2 的物质的量之比为( 3 0.9-3)∶( 1 0.9375-1)=5∶1。(4)分析流程图可- 10 - 知,加入试剂 X 后过滤得到含氯化铵、氯化锂的溶液和氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,可以推断试剂 X 是氨水,操作 a 是过滤;根据“LiCl 的熔点是 605℃、沸点是 1382℃;NH4Cl 在 100℃开始分解,337.8℃分解完全”可知分离 LiCl 和 NH4Cl 的固体混合物应用加热法,操作 b 是加热。