Question

硫酸工業中廢渣的成分為SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO。 某探究性學習小組的同學設計以下實驗方案，將硫酸渣中金屬元素轉化為氫氧化物沉淀分離開來。

已知常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：

（1）工業上用固體A作原料制取粗硅的化學方程式為                      。
（2）實驗室用11.9mol/L的濃鹽酸配制250mL3.0 mol/L的稀鹽酸，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要                             。
（3）上述流程中的試劑Y最好選用下列中的      （選填字母編號）。

A．水

B．氧化鎂

C．氨水

D．氫氧化鈉

（4）寫出反應F→H的離子方程式                        。
（5）溶液H顯堿性，原因是                              （用離子方程式和必要的文字說明）。
（6）實驗室可用大理石和稀鹽酸反應制取上述流程中所需的CO₂，儀器如下，裝置A產生CO₂，按氣流方向連接各儀器接口，順序為a→                 ，裝置C中應 盛放的試劑為                      。

Answer 1

（1）2C＋SiO₂Si＋2CO↑ 
（2）250mL容量瓶、膠頭滴管   (每個1分，容量瓶無規格不得分)   （3）D  
（4）AlO₂^－＋2H₂O＋CO₂＝Al(OH)₃↓＋HCO₃^－(或[Al(OH)₄]^－＋CO₂＝Al(OH)₃↓＋HCO₃^－)     （5）HCO₃^－CO₃^2－＋H⁺，HCO₃^－＋H₂OH₂CO₃＋OH^－，HCO₃^－的水解程度大于電離程度
（6）→d→e→c→b     飽和NaHCO₃溶液

試題分析：（1）以粗硅的制取為背景，考查學生捕捉、獲取情境信息的能力，結合所學知識可知利用焦炭還原二氧化硅來制取粗硅。要求學生掌握硅的相關性質，正確書寫焦炭與二氧化硅反應的方程式。
(2）考查一定物質的量濃度溶液的配制所需儀器的選擇，除題中所給儀器外，還需250mL容量瓶和膠頭滴管。要求學生掌握一定物質的量濃度溶液的配制實驗。
(3)考查陽離子Mg²⁺以氫氧化物形式沉淀所需試劑的選擇，根據題給信息和流程可知應該先用氫氧化鈉液將Mg²⁺轉化成氫氧化鎂沉淀析出同時將Al³⁺轉化成AlO₂^－（或[Al(OH)₄]^－）為后續流程做鋪墊。
（4）考查AlO₂^－（或[Al(OH)₄]^－）與CO₂反應離子方程式的書寫，要求學生應清楚過量CO₂反應的產物并正確書寫離子方程式。
（5）考查NaHCO₃溶液顯堿性的原因分析，學生應清楚僅存在水解平衡，也存在電離平衡，NaHCO₃溶液之所以顯堿性是因為HCO₃^－的水解程度大于HCO₃^－的電離程度。
（6）考查CO₂氣體的實驗室制備、除雜、收集方法。學生需根據實驗室制備CO₂的原理將所給儀器進行合理地組裝。利用大理石和稀鹽酸本來反應得到的CO₂氣體中會混有HCl氣體氣質，應通過盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶來除去；CO₂氣體密度大于空氣，₂的制備以及水解原理的應用
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。該題綜合性強，側重對學生實驗能力的培養，提高學生的學科素養。有利于培養學生規范、嚴謹的實驗設計、評價能力以及操作動手能力。該題需要明確的這種類型的試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。