Question

11．元素及其化合物的学习和应用是中学化学的主要任务之一．
（1）硫酸亚铁是一种常见的补血剂，但很容易被氧化．若需证明Fe²⁺是否全部被氧化，可以选择的试剂是酸性高锰酸钾溶液；若向硫酸亚铁溶液中加入双氧水和稀硫酸，现象是溶液由浅绿色变为棕黄色，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
（2）在空气中强热硫酸亚铁有SO₂和SO₃气体产生，同时生成红褐色固体，请选择合适的下列仪器（见图）设计实验收集产生的SO₂和SO₃气体，连接顺序为BDC（用装置下的字母表示）
（3）常用的干燥剂硅胶，是网状多孔物质，主要成分为SiO₂，其中含水约为4%，制法是将硅酸减压条件下加热到300℃，使之分解．现以石英、纯碱、盐酸为原料，生产硅胶，试按生产顺序写出各步反应的化学方程式SiO₂+Na₂CO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑、Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃↓+2NaCl、H₂SiO₃ $\frac{\underline{\;加热\;}}{减压}$ SiO₂+H₂O．

Answer 1

分析 （1）利用亚铁离子具有还原性设计实验验证，加入高锰酸钾溶液不褪色证明不含亚铁离子；向硫酸亚铁溶液中加入双氧水和稀硫酸，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁溶液；
（2）设计实验收集产生的SO₂和SO₃气体，利用三氧化硫熔点低冷却会凝结为晶体，二氧化硫是比空气重的易溶于水的气体，用向上排气法收集；
（3）以石英、纯碱、盐酸为原料，生产硅胶，二氧化硅和碳酸钠加热反应生成硅酸钠，硅酸钠和和盐酸反应生成硅酸，硅酸分解得到二氧化硅；

解答 解：（1）利用亚铁离子具有还原性设计实验验证，加入高锰酸钾溶液不褪色证明不含亚铁离子；向硫酸亚铁溶液中加入双氧水和稀硫酸，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁溶液，溶液由浅绿色变化为棕黄色，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：酸性高锰酸钾溶液，溶液由浅绿色变为棕黄色，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）设计实验收集产生的SO₂和SO₃气体，利用三氧化硫熔点低冷却会凝结为晶体，二氧化硫是比空气重的易溶于水的气体，用向上排气法收集，剩余气体有毒污染空气需要用氢氧化钠溶液吸收，所以选择的装置顺序为BDC，
故答案为：BDC；
（3）以石英、纯碱、盐酸为原料，生产硅胶，二氧化硅和碳酸钠加热反应生成硅酸钠，SiO₂+Na₂CO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，硅酸钠和和盐酸反应生成硅酸，Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃↓+2NaCl，硅酸分解得到二氧化硅H₂SiO₃ $\frac{\underline{\;加热\;}}{减压}$ SiO₂+H₂O；
故答案为：SiO₂+Na₂CO₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃↓+2NaCl，H₂SiO₃ $\frac{\underline{\;加热\;}}{减压}$ SiO₂+H₂O；

点评 本题考查了物质性质，物质制备分析，离子检验方法，离子方程式书写，掌握基础是解题关键，题目难度中等．