题目内容
5．氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一，氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等．制备氮化硅可将硅粉放在氮气中加热至1000℃左右直接氮化制得，实验室制备氮化硅装置示意图如图1：
回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是在仪器D的出气口连接导管，将导管的末端插入水槽中的水中，用酒精灯轻轻加热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出且停止加热后，在导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好，a仪器的名称是分液漏斗
（2）写出NaNO2和（NH4）2SO4反应制备氮气的化学方程式2NaNO2+（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N2↑+Na2SO4+4H2O；
（3）装置B的作用是除去氧气（及氮氧化物），装置C的作用是除去水蒸气；
（4）已知氮化硅的化学性质稳定，但常温下易溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀和一种盐，请写出此化学反应方程式：Si3N4+4HF+9H2O=3H2SiO3↓+4NH4F；
（5）实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图2所示（省略夹持和净化装置）．仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是D
| 选项 | a物质 | b物质 | c收集的气体 | d中的物质 |
| A | 浓氨水 | NaOH | NH3 | H2O |
| B | 浓硫酸 | Na2SO3 | SO2 | 澄清石灰水 |
| C | 稀硝酸 | Fe | NO2 | H2O |
| D | 浓盐酸 | KMnO4 | Cl2 | NaOH溶液 |
分析 （1）根据压强差产生的现象判断气密性，根据装置图可知仪器的名称；
（2）NaNO2和（NH4）2SO4反应生成氮气、硫酸钠与水，配平书写方程式；
（3）装置内含有氧气、反应生成的气体中可能含有氮的氧化物，装置B除去氧气（及氮氧化物）、C干燥氮气；
（4）氮化硅溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀为硅酸，根据元素守恒确定另一种产物；
（5）A．氨气密度比空气小；
B．澄清石灰水浓度较小；
C．铁与稀硝酸反应产生的气体为NO，一氧化氮难溶于水；
D．浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气．
解答 解：（1）根据压强差产生的现象判断气密性，具体操作为在仪器D的出气口连接导管，将导管的末端插入水槽中的水中，用酒精灯轻轻加热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出且停止加热后，在导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好，由图中仪器结构可知，a为分液漏斗，
故答案为：在仪器D的出气口连接导管，将导管的末端插入水槽中的水中，用酒精灯轻轻加热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出且停止加热后，在导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好；分液漏斗；
（2）NaNO2和（NH4）2SO4反应生成氮气、硫酸钠与水，配平后方程式为：2NaNO2+（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N2↑+Na2SO4+4H2O，
故答案为：2NaNO2+（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N2↑+Na2SO4+4H2O；
（3）装置内含有氧气、反应生成的气体中可能含有氮的氧化物，装置B除去氧气（及氮氧化物）、C干燥氮气，防止对D装置反应的影响，
故答案为：除去氧气（及氮氧化物）；除去水蒸气；
（4）氮化硅溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀为硅酸，元素守恒确定另一种产物为NH4F，则反应的方程式为：Si3N4+4HF+9H2O=3H2SiO3↓+4NH4F；
故答案为：Si3N4+4HF+9H2O=3H2SiO3↓+4NH4F；
（5）A．氨气密度比空气小，集气瓶中导管应短进长出，故A错误；
B．澄清石灰水浓度较小，不能用来处理尾气，故B错误；
C．铁与稀硝酸反应产生的气体为NO，一氧化氮难溶于水，不能用溶液吸收，故C错误；
D．浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气可用氢氧化钠吸收，故D正确；
故选D．
点评 本题考查了制备方案设计，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力，注意把握硅及其化合物的性质，明确实验目的和实验原理是解题的关键．
氧硫化碳（COS）可替代磷化氢而被用作熏蒸剂．
试回答下列问题：
（1）硫酸锌水溶液显酸性，用离子方程式说明Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+．
（2）原料锰粉粗品中主要成分为MnO2和炭，在过程①焙烧时反应的化学方程式为MnO2+C═MnO+CO↑，该反应的氧化产物是CO，每生成44.8L（标准状况下）气体时转移电子数为4NA．
（3）在50～55℃时向过程③中MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3，有气体生成，其化学方程式为：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑．
（4）已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3+：2.7～3.7． Mn2+：8.6～10.1，Fe2+：7.6～9.6．下表是上述过程②中除去Fe2+的模拟操作方法，请完成下表内容：
| 实验操作 | 离子方程式 |
| 步骤1：取少量滤液于试管中，加入过量酸化的H2O2溶液，振荡． | 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O |
| 步骤2：将pH调到3.7～8.6，使Fe3+沉淀完全． | Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+ |
| 反应时间/min | n（CO）/mol | H2O/mol |
| 0 | 1.20 | 0.60 |
| t1 | 0.80 | |
| t2 | 0.20 |
| A． | 反应在t1min内的平均速率为v（H2）=0.40/t1mol•L-1•min-1 | |
| B． | 温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应 | |
| C． | 保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率减小 | |
| D． | 保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，到达平衡时，n（CO2）=0.40 mol |
