高考化学易错题专题训练-无机非金属材料练习题

高考化学易错题专题训练-无机非金属材料练习题
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．某一固体粉末含有SiO2、Fe2O3、Al2O3，加入足量NaOH溶液充分反应后，过滤，向所得溶液中加入过量盐酸，过滤，将所得滤渣洗涤并灼烧至恒重，最终固体成份为
A．SiO2B．Fe2O3、SiO2
C．SiO2、Al2O3D．Fe2O3
【答案】A
【解析】
SiO2、Fe2O3、Al2O3，加入足量NaOH溶液充分反应后，过滤，向所得溶液中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入过量盐酸，生成硅酸沉淀，将所得滤渣洗涤并灼烧生成二氧化硅，故A正确。

2．下列叙述正确的是
①久置于空气中的氢氧化钠溶液，加盐酸时有气体产生
②浓硫酸可用于干燥氢气、碘化氢等气体，但不能干燥氨气、二氧化氮气体
③Na2O2与水反应，红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
④玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
⑤浓硫酸与铜反应既体现了其强氧化性又体现了其酸性
⑥氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧得到相同的物质
A．①④⑤B．①⑤⑥C．②③④D．④⑤⑥
【答案】B
【解析】
试题分析：①久置于空气中的氢氧化钠溶液和空气中的CO2反应生成变为碳酸钠，碳酸钠可以和盐酸反应生成氯化钠、水以及二氧化碳，①正确；②浓硫酸具有吸水性和强氧化性，浓硫酸可用于干燥中性、酸性且不具有还原性的气体，不能干燥还原性的碘化氢气体，不能干燥碱性气体如氨气等，②错误；③红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，没有碱生成，③错误；④玻璃、水泥主要成分是硅酸盐，都是硅酸盐制品，水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐制品，④错误；⑤浓硫酸具有酸性、吸水性、脱水性和强氧化性，浓硫酸与铜反应既体现了其强氧化性又体现了其酸性，⑤正确；⑥氯化铁属于强酸弱碱盐，溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和HCl，加热促进水解，氯化铁胶体加热会聚沉，两者均产生红褐色沉淀氢氧化铁，灼烧后产物都是三氧化二铁，⑥正确．答案选B。

考点：考查常见物质的性质与用途。

3．下列溶液中，不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的
①碱石灰②NaCl③KNO3④CaO⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3
A．①④⑥⑦B．①③⑤⑥C．②③④⑦D．①⑥⑦
【答案】A
【解析】
【分析】
玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和二氧化硅反应的药品不能盛放在带有玻璃塞的试剂瓶中，据此分析解答。

【详解】
①碱石灰为CaO和NaOH的混合物，能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；
②NaCl与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；
③KNO3与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；
④CaO为碱性氧化物，溶于水生成的氢氧化钙能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；
⑤CuSO4与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意；
⑥NaOH能与二氧化硅发生反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意；
⑦Na2CO3水解呈碱性，与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠，所以Na2CO3不能盛放在玻璃瓶中，符合题意；
故答案为：A。

4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
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．CO2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．CO2溶于水形成碳酸，SiO2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：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓，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。

5．下面关于硅的叙述中，正确的是( )
A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在
D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．硅的非金属性比碳弱，A项错；
B．硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位，排名前四位的是O、Si、Al、Fe，所以B 项错；
C．硅在自然界中是以化合态存在的，所以C项也错；
答案应选D。

6．下列说法不正确的是
A．氧化镁熔点很高，可作为优质的耐高温材料
B．有色玻璃就是某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成
C．溴化银可用于感光材料，也可用于人工降雨
D．分子筛可用于物质分离，还能作干燥剂和催化剂
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．氧化镁是离子化合物，离子键很强，所以氧化镁熔点高，可作耐高温材料，故A正确；
B．某些金属氧化物呈现特殊的颜色，分散于玻璃中即可制得有色玻璃，故B正确；C．溴化银不稳定，见光易分解，可用于制感光胶卷，碘化银可用于人工降雨，故C错误；
D．分子筛中有许多笼状空穴和通道，具有强吸附性，可用于分离、提纯气体或液体混合物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体等，故D正确；
故答案：C。

7．习主席在2020年新年贺词中强调“5G商用加速推出，凝结着新时代奋斗者的心血和汗水，彰显了不同凡响的中国风采、中国力量”，制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）。

已知： SiHCl3遇水H2O 强烈水解，在空气中易自燃。

下列说法错误的是（）
A．装置 B 中的试剂是浓硫酸
B．实验时先打开装置C中分液漏斗的旋塞
C．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
D．装置D不能采用普通玻璃管的原因是在反应温度下，普通玻璃管会软化
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．SiHCl3遇水H2O 强烈水解，所以H2应干燥，故装置 B 中的试剂是浓硫酸，A正确；B．SiHCl3在空气中易自燃，实验前应排尽装置内的空气，所以应先通H2，后打开装置C中分液漏斗的旋塞，B错误；
C．SiHCl3呈液态，需转化为蒸气进入石英管中与H2反应，所以装置C中的烧瓶需要加热，C正确；
D．制高纯硅时，温度在1100～1200℃，所以D不能采用普通玻璃管，D正确；
故选B。

8．晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。

(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2 ，则转移电子的总数为_______________。

(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃～1 100 ℃反应制得纯硅。

已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

装置如图所示(热源及夹持装置略去)。

①装置B中的试剂是___________。

装置C中的烧瓶需要加热，其目的是
_________________。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是______________________；装置D中发生反
应的化学方程式为___________________________________。

③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有______(填字母)。

a.碘水
b.氯水
c.Na2SO3溶液
d.KSCN溶液
【答案】还原剂 1.204×1023或0.2N A浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成 SiHCl3＋H2Si＋3HCl bd
【解析】
【分析】
(1)根据工艺流程写出化学方程式，从化合价的变化判断焦炭的作用，根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数；
(2) ①A生成的氢气经过干燥，进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅，B是干燥装置，
②氢气和SiHCl3发生置换反应，写出化学方程式；
③选择检验亚铁离子的试剂；
【详解】
(1)根据流程可知，化学方程式为SiO2+2C Si+2CO，碳的化合价升高，做还原剂，
1mol SiO2参加反应转移的电子数为4mol，反应中消耗了3.0 g SiO2 ，n=m 3.0g
=
M60g/mol
=0.05
mol，转移电子为0.2 mol，即1.204×1023或0.2N A；
(2)SiHCl3能与H2O强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，反应需要的温度比较高，在D中反应，SiHCl3的沸点较低，C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；
②装置D中有硅单质生成，即有固体物质生成。

此反应为 SiHCl3＋H2Si＋
3HCl；
③亚铁离子的检验通常用的方法是：先向溶液中加入KSCN，溶液不变红色，再加入氯水溶液变红色，即可却确定有亚铁离子，答案为bd。

9．硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题：
(1)硅有非常重要的用途，请写出其中的一种：_________________________________。

(2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是________。

A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．x等于6
D．易溶解于强酸和强碱
(3)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行，写出该反应化学方程式：________________。

②SiCl 4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为____________________。

③在流化床反应的产物中，除SiCl 4外，还有SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 、FeCl 3等，有关物质的沸点数据如下表，分离SiCl 4和其他杂质的方法为________。

【答案】制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可) D 2C ＋SiO 2
===高温
2CO↑＋Si SiCl 4
＋3H 2
O===H 2
SiO 3
↓＋4HCl 蒸馏(精馏)
【解析】 【详解】
(1)硅位于金属和非金属分界线附近，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主角，计算机芯片的主要成分为单质硅，太阳能电池的主要成分是硅单质，所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等，
因此，本题正确答案是：制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等；
(2)A. 硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：22BaO CuO SiO ⋅⋅，所以A 选项是正确的；
B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，所以B 选项是正确的；
C. 在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为2X BaCuSi O ，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得：(2)(2)(4)2(2)0x +++++⨯+-⨯=，计算得出x=6，所以C 选项是正确的；
D. 26BaCuSi O 是瓷器的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，故D 错误；
因此，本题正确答案是：D ；
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应， 2C ＋SiO 2
===高温
2CO↑＋Si ；
②4SiCl 水解生成硅酸和氯化氢，反应的方程式为： SiCl 4＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋4HCl ，因此，本题正确答案是： SiCl 4＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋4HCl ；
③利用沸点的不同提纯4SiCl 属于蒸馏，4SiCl (沸点57.6℃)中含有少量3 SiHCl (沸点33℃)和3FeCl (离子化合物沸点很高)，22SiH Cl (沸点8.2℃)、3SiH Cl (沸点-30.4℃)、因
为沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质，因此，本题正确答案是：精馏(或蒸馏)。

10．按要求回答下列问题
（1）镁燃烧不能用CO 2灭火，用化学方程式表示其理由________________________________。

（2）铝制品不能盛放碱性食品原因用离子方程式表示________________________________。

（3）不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装碱液的原因用离子方程式表________________________________。

（4）有一种石棉矿叫做青石棉，其化学式为Na 2Fe 5Si 8H 2O 24，写成氧化物形式的化学式为____________。

（5）已知CuCL 是白色难溶的物质，写出CuCL 2溶液与SO 2反应的离子方程式________________________。

【答案】CO 2 + 2Mg
点燃
C + MgO 2Al+2OH -+ 2H 2O = 2AlO 2-+3H 2↑ SiO 2+2OH -=SiO 32-+H 2O
Na 2O·3FeO·Fe 2O 3·8SiO 2·H 2O 2Cu 2+＋2H 2O ＋SO 2＋2Cl -＝2CuCl↓＋2SO 42-＋4H + 【解析】 【分析】
（1）镁燃烧不能用CO 2灭火：2
2Mg+CO
=2MgO+C 点燃 ；
（2）铝制品不能盛放碱性食品：2222Al+2OH 2H O +=2AlO H +3↑－－ ； （3）不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装碱液：-2-232SiO +2OH =SiO +H O ； （4）Na 2Fe 5Si 8H 2O 24，写成氧化物形式的化学式为Na 2O·3FeO·Fe 2O 3·8SiO 2·H 2O ； （5）CuCl 2溶液与SO 2反应的离子方程
式:2+--2-+224 2Cu 2H O+SO 2Cl 2CuCl +++2SO +4H ＝ . 【详解】
（1）镁燃烧不能用CO 2灭火：2
2Mg+CO
=2MgO+C 点燃 ；故答案为：
22Mg+CO =2MgO+C 点燃
；
（2）铝制品不能盛放碱性食品：2222Al+2OH 2H O +=2AlO H +3↑－－ ；故答案为：
2222Al+2OH 2H O +=2AlO H +3↑－－；
（3）不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装碱液：-2-232SiO +2OH =SiO +H O ；故答案为：
-2-232SiO +2OH =SiO +H O ；
（4）Na 2Fe 5Si 8H 2O 24，写成氧化物形式的化学式为Na 2O·3FeO·Fe 2O 3·8SiO 2·H 2O ；故答案为：Na 2O·3FeO·Fe 2O 3·8SiO 2·H 2O ；
（5）CuCl 2溶液与SO 2反应的离子方程
式:2+--2-+224 2Cu 2H O+SO 2Cl 2CuCl +++2SO +4H ＝ . 故答案为：
2+--2-+224 2Cu 2H O+SO 2Cl 2CuCl +++2SO +4H ＝。

11．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】Mg 2SiO 4 2MgO·SiO 2 硅酸盐 2MgO·SiO 2＋4HCl=2MgCl 2＋2H 2O ＋SiO 2 【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1224:728:16
16
=2:1:4 (1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg 2SiO 4； (2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgO•SiO 2 (3)Mg 2SiO 4属于盐类，且属于硅酸盐；
(4)Mg 2SiO 4溶于与稀盐酸生成MgCl 2和SiO 2，发生反应的化学方程式为2MgO·SiO 2＋4HCl=2MgCl 2＋2H 2O ＋SiO 2。

【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。

12．有三种透明、不溶于水的坚硬固体。

A 固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色无味气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度是氧气密度的1.375倍。

B 固体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比H 2CO 3还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末。

B 与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到C ，C 在高温时软化，无固定熔点。

根据以上事实，判断A 、B 、C 各为何物：_______、_______、_______；写出有关反应的化学方程式______________。

【答案】金刚石 石英 普通玻璃 C ＋O 2CO 2，CO 2＋Ca(OH)2＝CaCO 3↓＋H 2O ； SiO 2
＋2NaOH ＝Na 2SiO 3＋H 2O ；
Na 2SiO 3＋2HCl ＋H 2O ＝H 4SiO 4↓＋2NaCl ； H 4SiO 4＝H 2SiO 3＋H 2O ； CaCO 3＋SiO 2
CaSiO 3＋CO 2↑； SiO 2＋Na 2CO 3
Na 2SiO 3＋CO 2↑
【解析】
【详解】
A物质燃烧后产生气体的相对分子质量为：32×1.375＝44。

结合它无色无味且使澄清石灰
水变浑浊的性质，可推断此气体为CO2，又因为A为透明不溶于水的坚硬固体，故可判断
A为金刚石。

方程式为： C＋O2CO2。

B物质能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比H2CO3还弱的酸，且这种酸是
一种难溶于水的白色固体，故可判断B为石英。

相关方程式为： SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O； Na2SiO3＋2HCl＋H2O＝H4SiO4↓＋2NaCl； H4SiO4＝H2SiO3＋H2O。

C物质由石灰石、纯碱、B物质（石英）混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔
点，判断C物质为普通玻璃。

相关方程式为：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；SiO2＋
Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑。

【点睛】
本题考查有关SiO2、Na2SiO3、H2SiO3以及玻璃等物质的性质以及推理判断能力。

其突破口是C高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的特性，由此推知B可能为SiO2是解题的关键。

13．下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。

其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。

C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为氧化物。

请回答下列问题：
(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。

(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？_____________________。

(3)写出D→C反应的化学方程式：_____________________。

(4)写出E→D反应的化学方程式：_____________________。

【答案】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O H2SiO3SiO2＋H2O 【解析】
【分析】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为 SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。

【详解】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为 SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，
(1)由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3；
因此，本题正确答案是: SiCl4，SiO2，H2SiO3。

(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯；
因此，本题正确答案是：粗硅提纯；
(3)二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
因此，本题正确答案是: SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。

(4) H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3SiO2＋H2O；
因此，本题正确答案是: H2SiO3SiO2＋H2O。

【点睛】
硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。

14．红矾钠(重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基础化工原料。

铬常见价态有+3、+6价。

铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4(含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)，实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：
①中主要反应：4 FeCr 2O4+ 8Na2CO3 + 7O2 8Na2CrO4 + 2Fe2O3+ 8CO2
①中副反应：Al 2O3 + Na2CO32NaAlO2+ CO2↑，SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑
请回答下列问题：
(1)FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式________________。

步骤“①”的反应器材质应选用__________(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)。

(2)“②”中滤渣1的成分是__________，“③”中调pH值是_______ (填“调高”或“调低”)，“④”中滤渣2的成分是___________。

(3)“⑤”酸化的目的是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出平衡转化的离子方程式：______。

(4)上图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，则操作I是______，操作II是______(填序号)。

①蒸发浓缩，趁热过滤②降温结晶，过滤
(5)已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤①~④中损失2%，步骤⑤~⑦中产率为92%，则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨(保留2位小数)。

【答案】FeO·Cr2O3铁质 Fe2O3、MgO 调低 H2SiO3、Al(OH)3 2CrO42－+ 2H+Cr2O72－+ H2O ②① 0.88
【解析】
【分析】
氧化煅烧中MgO不反应，FeCr2O4、Al2O3、SiO2反应产物中有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3、Fe2O3．浸取时MgO、Fe2O3不溶，滤液中含有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3及未反应的碳酸钠，调节pH值，生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去。

硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-．由图乙可知，硫酸钠的溶解度受温度影响比较大，应采取降温结晶、过滤；红矾钠溶解度受温度影响变化不大，应采取蒸发结晶、过滤。

【详解】
(1)FeCr2O4中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr2O3，FeCr2O4中铁铁原子与Cr原子物质的量之比为1：2，所以FeCr2O4写成氧化物形式为FeO•Cr2O3；“瓷质”或“石英质”仪器都含有二氧化硅，高温下与碳酸钠反应，故选择“铁质”仪器；
(2)步骤①中有氧化铁生成，氧化铝、二氧化硅发生反应生成可溶性盐，氧化镁不反应，据此判断步骤②中滤渣1的成分；氧化铁不溶于水，铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁及氧化镁，副反应中生成Na2SiO3、NaAlO2等杂质，将pH值调低，可生成H2SiO3、
Al(OH)3沉淀过滤除去；步骤“③”调节pH值，生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去，故“④”中滤渣2的成分是H2SiO3、Al(OH)3沉淀；
(3)酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-，则CrO42-在酸性条件下与H+离子反应生成Cr2O72-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O；
(4)操作Ⅰ是分离出硫酸钠，操作Ⅱ获得红矾钠，由图2可知，硫酸钠的溶解度受温度影响比较大，应采取降温结晶、过滤；红矾钠溶解度受温度影响变化不大，应采取蒸发结晶、过滤；
(5)令生成红矾钠x吨，则：
2Cr～～～～～Na2Cr2O7•2H2O
104 298
1吨×34%×(1-2%)×92% x吨
所以：104：298=1吨×34%×(1-2%)×92%：x吨，解得x=0.88。

15．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
Na SiO溶液，C中反应的离子方程式是SiO32-==H2SiO3↓+2NaHCO3。

装置C所盛试剂是23
+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32-或SiO32-+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-。

（4）由此得到的结论是酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3。

答案为：HCl；H2CO3；H2SiO3。

【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。