高考化学 无机非金属材料推断题综合试题附详细答案

高考化学无机非金属材料推断题综合试题附详细答案
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．我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。

月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层 5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]等。

下列说法或分析不正确的是
A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B．斜长石的氧化物形式可表示为Na2O·Al2O3·3SiO2
C．月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气
D．橄榄石中铁元素为＋2价
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(NaAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]的成分均属于硅酸盐类，属于硅酸盐矿，A正确；
B.硅酸盐的氧化物表示方法：先写活泼金属氧化物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化物二氧化硅，最后是水，所以斜长石的氧化物形式可表示为：
Na2O•Al2O3•6SiO2，B错误；
C.月球上有游离态铁是因为月球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件，所以月球的表面几乎没有氧气，故C正确；
D.[(Mg或Fe)2SiO4]中，镁元素化合价是+2价，硅元素化合价是+4价，氧元素化合价是-2价，所以铁元素化合价是+2价，D正确；
故合理选项是B。

3．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。

4．下列说法正确的是（）
A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗
B．Ⅱ图中：湿润的有色布条能褪色，烧杯NaOH溶液的作用是吸收尾气
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ图中：用该装置可以验证酸性：盐酸>碳酸>硅酸。

【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．利用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备氯气，随着反应进行，盐酸浓度会下降，下降到某种程度，二者不再反应无法生成Cl2，A项错误；
B ．氯气的漂白性来源于Cl 2与水反应生成的次氯酸，干燥布条中无水，所以无法产生次氯酸，颜色不会褪去，湿润布条含水，可以产生次氯酸，颜色会褪去；若将尾气直接排放，其中未反应的氯气会污染空气，所以需要将尾气通入NaOH 溶液中进行吸收，B 项正确；
C ．铜在氯气中燃烧，产生棕黄色的烟，C 项错误；
D ．利用盐酸与石灰石反应可制备CO 2，所以可证明盐酸酸性强于碳酸；由于盐酸具有挥发性，制备出的CO 2中会含有HCl 杂质，HCl 杂质也能与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀；若不对制备出的CO 2进行除杂，其中的HCl 杂质会干扰碳酸和硅酸酸性强弱的验证过程，因此上述装置并不能实现验证酸性强弱的目的，D 项错误；
答案选B 。

5．工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石．在玻璃窑中发生主要反应的化学方程式
为：Na 2CO 3+SiO 2 −−−→高温Na 2SiO 3+CO 2↑；CaCO 3+SiO 2 −−−→高温CaSiO 3+CO 2↑
(1)普通玻璃的成份是Na 2CaSi 6O 14，它的氧化物形式为________，则原料中SiO 2、Na 2CO 3、CaCO 3的物质的量之比为_________________________。

(2)在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式___________________，有_____________种不同类型的晶体（填数字）
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径___________(填“大”或“小”)，该元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为__________________________。

(4)在上述普通玻璃的组成元素中，与铝元素同周期的另一元素的原子最外层共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。

【答案】Na 2O ·CaO ·6SiO 2 6：1：1
3 大 Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O
4 2
【解析】
【分析】
根据普通玻璃的成份是Na 2CaSi 6O 14和制取玻璃的反应原理进行分析解答。

【详解】
(1)普通玻璃的成份是Na 2CaSi 6O 14，它的氧化物形式为Na 2O ·CaO ·6SiO 2，根据原子守恒，原料中SiO 2、Na 2CO 3~Na 2O 、CaCO 3~CaO ，所以物质的量之比为6：1：1，故答案：Na 2O ·CaO ·6SiO 2 ；6：1：1；
(2)根据Na 2CO 3+SiO 2Na 2SiO 3+CO 2↑，CaCO 3+SiO 2 CaSiO 3+CO 2↑，反应物和生成物中，Na 2CO 3 、Na 2SiO 3、CaCO 3 、CaSiO 3是离子化合物，属于离子晶体；SiO 2是共价化合物，属于原子晶体；CO 2属于分子晶体，且属于非极性分子，其电子式
，有3种不同类型的晶体，故答案：；3； (3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元
素为钠，钠离子半径比铝离子半径大，钠元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al(OH)3，他们之间发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-
=AlO2-+2H2O，故答案：大；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；
(4)由普通玻璃的组成Na2CaSi6O14的元素中，与铝元素同周期的另一元素为Si，核外电子排布为1s22s22p63s23p2，原子最外层共有4种不同运动状态的电子、2种不同能级的电子，故答案：4；2。

6．中国高铁对实现“一带一路”的战略构想有重要的作用。

（1）建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是__________________。

（2）高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是________________；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是________________。

（3）高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与比例中的二氧化硅反应的化学方程式______________________________。

（4）高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式
_________。

【答案】黏土石灰石 SiO2 Si 4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O 2H++SiO32-==H2SiO3（胶体）
【解析】
【详解】
（1）水泥属于三大硅酸盐产品之一，主要原材料是黏土和石灰石，故答案为：黏土、石灰石；
（2）纯净的二氧化硅具有良好的导光性，可以用于制备光导纤维；硅单质是良好的半导体材料，可以用作芯片材料，故答案为：SiO2；Si；
（3）氢氟酸与二氧化硅反应生成四氯化硅气体和水，反应方程式为：
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O，故答案为：4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；
（4）硅酸钠与盐酸发生复分解反应生成难溶的硅酸和氯化钠，离子方程式为：2H++SiO32-=H2SiO3（胶体），故答案为：2H++SiO32-=H2SiO3（胶体）。

7．A、B、C、D、E五种物质之间的相互转换关系如图所示。

已知：A为单质，可用于制造计算机芯片，E为无色有毒气体。

回答下列问题：
（1）B在物质分类上属于___(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。

（2）反应①的化学方程式为___。

（3）反应②的化学方程式为___。

（4）在D的溶液中通入过量CO2气体的离子方程式为___。

【答案】酸性氧化物 SiO2+2C 高温
Si+2CO↑ SiO2+CaO
高温
CaSiO3 SiO32-
+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓
【解析】
【分析】
A为单质，可用于制造计算机芯片，则A为Si，E为无色有毒气体，结合转化关系可知，B 为SiO2，SiO2与碳反应生成Si、CO，所以E为CO；SiO2与CaO反应生成C为CaSiO3；SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和水。

据此解答。

【详解】
（1）B为SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：酸性氧化物；
（2）反应①是SiO2与C反应生成Si、CO，其化学反应方程式为：SiO2+2C 高温
Si+2CO↑，
故答案为：SiO2+2C 高温
Si+2CO↑；
（3）反应②是SiO2与CaO反应生成CaSiO3，其化学反应方程式为：
SiO2+CaO 高温
CaSiO3，故答案为：SiO2+CaO
高温
CaSiO3；
（4）D为Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3+2H2O+2CO2＝2NaHCO3+H2SiO3↓，其离子方程式为：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓，故答案为：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓。

8．某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成 100mL 溶液。

学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：
请回答下列问题：
(1)配制100mL 溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是______________；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线1~2cm 处，改用__________________，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

(2)若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A．称量时砝码已经生锈；
B．溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；
C．定容时俯视；
D．定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。

(3) 根据以上实验可得出：一定存在的离子是_________________，，一定不存在的离子是___________________。

(4) 加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为________________。

【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切 A、C CO32-、SiO32- SO42-、Al3+、Ba2+ CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；
第(2)题根据
n
c=
V
进行分析；
【详解】
(1)容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；
(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确；
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误；
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；
D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，
故答案为：AC；
(3)根据分析可知一定存在的离子为：CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：SO42-、Al3+、Ba2+，故答案为：CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；
(4)根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：CO32-
+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓。

9．云母是一种重要的硅酸盐，它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。

白云母可看作叶腊石中1/4的SiⅣ被AlⅢ所取代，再由KⅠ平衡其电荷后形成的。

而叶腊石可以看作SiO2中有1/3的SiⅣ被AlⅢ取代，再由KⅠ平衡其电荷形成的。

(1)白云母写成氧化物形式的化学式为_______________。

(2)研究表明，在硅酸盐中，AlⅢ很容易取代SiⅣ，取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。

从立体几何的知识看，AlⅢ与SiⅣ最直接的关系是_______________。

(3)黑云母的化学式为KMg3AlSi3O10(OH)2，在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土［AI2Si2O5(OH)4］。

①写出离子反应方程式_______________。

②上述反应为什么能够发生_______________
③风化后Al为什么不能以Al3＋形式被地下水溶解_______________
【答案】K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O AlⅢ与SiⅣ的半径相近，插入后不会引起结构改变
2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸中性条件下Al3＋完全水解，主要以沉淀形式存在
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由复杂硅酸盐改写成氧化物形式的一般原则是先写一系列金属氧化物，并按金属活动性顺序排列，较活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O最后写，氧化物之间加黑点隔开，各氧化物的系数均为整数，并写在相应氧化物前面，写成氧化物后，原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变，因此白云母写成氧化物形式的化学式为
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，故答案为：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O；
(2)从立体几何的知识来看，由于AlⅢ与SiⅣ的半径相近，在硅酸盐中，AlⅢ插入后很容易取代SiⅣ，不会引起原硅酸盐结构大的变化，故答案为：AlⅢ与SiⅣ的半径相近，插入后不会引起结构改变；
(3)①由题干信息可知，黑云母在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土
［AI2Si2O5(OH)4］，反应的离子方程式为2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4，故答案为：2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4；
②上述反应中碳酸与黑云母反应生成了硅酸，因为碳酸的酸性比硅酸强，可以强酸制弱酸，所以上述反应可以发生，故答案为：碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸；
③由于中性条件下Al3＋完全水解，主要以Al(OH)3的沉淀形式存在，因此风化后Al为什么不能以Al3＋形式被地下水溶解，故答案为：中性条件下Al3＋完全水解，主要以沉淀形式存在。

10．离子方程式和化学方程式是学习化学的基本用语，请按要求书写：
(1)写出下列反应的离子方程式
①向石灰石滴加盐酸________________；
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸__________。

(2)写出下列离子反应方程式所对应的化学方程式
CO+2OH=CO+H O________________；
①-2-
232
Fe+Cu=Fe+Cu____________________
②2+2+
(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式____________ 。

SiO +2H+=H2SiO3↓ 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Fe+ 【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+23
CuSO4=Cu+FeSO4 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【解析】
【分析】
(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水；
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠；
CO+2OH=CO+H O可表示为CO2溶于可溶性强碱生成可溶性碳酸盐和水；(2)①-2-
232
Fe+Cu=Fe+Cu可表示Fe溶于可溶性铜盐；
②2+2+
(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水。

【详解】
(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水，发生反应的离子方程式为
CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+；
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠，发生反应的离子方程式为
2
SiO +2H+=H2SiO3↓；
3
CO+2OH=CO+H O可表示少量CO2和NaOH溶液的反应，反应方程式为
(2)①-2-
232
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
Fe+Cu=Fe+Cu可表示Fe与CuSO4溶液的反应，反应方程式为Fe+
②2+2+
CuSO4=Cu+FeSO4；
(3) 稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2
+2NO↑+4H2O。

【点睛】
离子方程式的书写步骤一般为：①“写”：写出有关反应的化学方程式；②“拆”：可溶性的电解质用离子符号表示，其它难溶的物质、气体、水等仍用化学式表示；③“删”：删去方程式两边不参加反应的离子；④“查”：检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等。

11．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
SiO2+Na2CO313731623K
:
Na2SiO3+CO2↑，故答案为：
SiO2+Na2CO313731623K
:
Na2SiO3+CO2↑；
（4）A、B、C分别为CO、CO2、HCl，作为减排目标的一种气体是CO2，化合物W为硅酸钠，能与W反应生成沉淀的是CO2和HCl，故答案为：CO2；CO2和HCl；
（5）碳和水反应生成一氧化碳和氢气：C+H2O（g）高温
CO+H2，一氧化碳和水反应生成
二氧化碳和氢气：CO+H2O（g）1073K
催化剂
CO2+H2，二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙：
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O，故答案为：CO+H2O(g)1073K
催化剂
CO2+H2、
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。

12．用图所示实验装置可以完成中学化学实验中的一些实验。

(1)现有稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠粉末、硅酸钠溶液五种试剂。

选择三种试剂利用如图装置证明酸性强弱:H2SO4 > H2CO3 > H2SiO3
①仪器B的名称________,A中试剂________，B中试剂________
②C中发生反应的化学方程式:________________________________
(2)利用如图装置实验,证明二氧化硫气体具有漂白性。

已知:Na2SO3 + H2SO4=Na2SO4
+SO2↑+H2O。

在装置A中加入 70%的硫酸溶液,B中加入Na2SO3粉末，
①C中应加入________溶液(填“品红”或“石蕊”)。

打开分液漏斗活塞,一段时间后观察到C中
现象是________________________________，反应完全后,将C试管加热一段时间发生的现象是________________________
②如果仅用如图装置进行此实验,可能造成环境污染,此污染属于________(选填“白色污染”或“酸雨污染"),因此应该在C装置后加一个盛有________溶液的洗气瓶。

③将二氧化硫气体通入FeCl3溶液中反应一.段时间后,滴加KSCN溶液,溶液未变红色,请写出所发生反应的离子方程式:________________________________
【答案】圆底烧瓶稀硫酸碳酸钠粉末 CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3品红红色溶液褪色红色恢复酸雨污染 NaOH SO2+2Fe3++2H2O=Fe2++SO42-+4H+
【解析】
【分析】
(1)强酸可以制弱酸，所以稀硫酸与碳酸钠粉末反应生成二氧化碳可证明酸性：:H2SO4 >
H2CO3；二氧化碳与硅酸钠溶液反应可生成硅酸沉淀说明酸性：H2CO3 > H2SiO3；
(2)装置A中加入 70%的硫酸溶液，B中加入Na2SO3粉末，二者反应生成SO2，SO2可以使品红溶液褪色，所以装置C中盛放品红溶液可以检验SO2；二氧化硫会对空气造成污染，需要处理，其可与NaOH溶液反应，所以可用NaOH溶液吸收。

【详解】
(1)①根据仪器B的结构特点可知其为圆底烧瓶；根据分析可知A中应盛放稀硫酸；B中应盛放碳酸钠粉末；
②C中为二氧化碳与硅酸钠的反应，方程式为：CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3；
(2)①品红溶液可以检验二氧化硫，所以C中应加入品红溶液，可观察到C中红色溶液褪色；完全反应后将C试管加热一段时间可观察到C中溶液颜色恢复；
②二氧化硫会造成酸雨，所以属于酸雨污染；可用NaOH溶液吸收二氧化硫；
③二氧化硫具有还原性，通入FeCl3溶液中反应一段时间后，滴加KSCN溶液，溶液未变红色，说明Fe3+被还原成Fe2+，离子方程式为：SO2+2Fe3++2H2O=Fe2++SO42-+4H+。

13．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备高纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl SiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅。

已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题。

（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为___。

（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为__。

（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。

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 不能采用普通玻璃管的原因是__，装置D 中发生反应的化学方程式为__；
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及___；
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是___(填字母)。

a ．碘水
b ．氯水
c ．NaOH 溶液
d ．KSCN 溶液
e ．Na 2SO 3溶液
【答案】SiO 2＋2C 高温Si ＋2CO↑ 分馏(或蒸馏) 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl 3汽化 石
英管的内壁附有灰黑色晶体 在该反应温度下，普通玻璃管会软化 SiHCl 3＋H 2
~1100100℃0℃Si
＋3HCl 排尽装置内的空气 bd
【解析】
【分析】
(1)高温下，碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳；
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl 3，可用蒸馏的方法；
(3)①生成的氢气含有水蒸气，用浓H 2SO 4干燥；加热促使SiHCl 3气化；
②SiHCl 3和氢气反应有硅单质生成，根据硅的颜色判断D 装置中的现象；SiHCl 3和H 2反应生成硅和氯化氢；
③氢气是可燃性气体，易产生爆炸，SiHCl 3在空气中易自燃，所以先通一段时间H 2，将装置中的空气排尽；
④取少量产品于试管中加盐酸溶解，再滴加氯水和KSCN(aq)，若溶液呈红色说明含Fe ，若不呈红色说明不含Fe 。

【详解】
(1)高温下，碳做还原剂时，生成CO ，制粗硅的化学方程式为SiO 2＋2C
高温Si ＋2CO↑； (2)利用沸点的不同提纯SiHCl 3，可用分馏(或蒸馏)的方法；
(3)①锌和稀硫酸反应制得的氢气中含有水蒸气，而SiHCl 3能与水剧烈反应，所以实验中应使用干燥的氢气，一般选用浓H 2SO 4干燥氢气；加热的目的是使SiHCl 3汽化，进入装置D 中；
②高温下，SiHCl 3和氢气反应生成硅单质，硅单质是灰黑色固体，所以D 装置中的现象是：石英管的内壁附有灰黑色晶体，SiHCl 3与过量的H 2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，化学方程式为SiHCl 3＋H 2~1100100℃0℃Si ＋3HCl ；装置D 不能采用普通玻璃管的原因是：温度
太高，普通玻璃管易熔化；
③氢气是可燃性气体，当氢气的量达到一定时易产生爆炸，SiHCl 3在空气中易自燃，所以实验的关键是检查装置的气密性、控制好温度，以及先通一段时间H 2将装置中的空气排尽；
④铁能和稀盐酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，故选bd 。

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CO2中混有的HCl气体。

（1）锥形瓶中装某可溶性正盐(通常为Na2CO3)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NaHCO3溶液，其作用是除去CO2中混有的HCl气体。

答NaHCO溶液；吸收HCl气体；
案为：饱和3
（3）装置C中发生反应Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O
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。

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。