Question

硫酸工業(yè)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(yè)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(guī)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(jù)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(xù)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(jù)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(yǎng)，提高學生的學科素養(yǎng)。有利于培養(yǎng)學生規(guī)范、嚴謹?shù)膶嶒炘O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(guī)范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。