题目内容
19．某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究．
已知：PdCI2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO+PdCI2+H2O═CO2+2HCI+Pd
（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）．
（1）实验时要通入足够长时间的N2，其原因是要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰．
（2）装置B的作用是作安全瓶，防止倒吸．
（3）装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液，若装置C、D中溶液均变浑浊，
且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为3SiO2+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2CO2+2CO+3Si．
（4）该装置的缺点是没有尾气吸收装置将CO吸收．
（5）资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC．取18g Si02和8.4g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为2：1．
（6）设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸．
分析 （1）碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽；
（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸；
（3）根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可写出化学方程式；
（4）一氧化碳有毒，有能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置；
（5）取18g Si02物质的量=$\frac{18g}{60g/mol}$=0.3mol，8.4g焦炭物质的量=$\frac{8.4g}{12g/mol}$=0.7mol，充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L，物质的量=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，SiO2+2C=2CO+Si，Si+C=SiC，依据化学方程式计算；
（6）验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的CO2气体通入硅酸钠溶液发生反应，生成沉淀是硅酸，碳酸酸性强于硅酸．
解答 解：（1）碳与二氧化硅反应要在高温下进行，而高温下碳与空气中氧气反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，所以实验时要通人足够长时间的N2，
故答案为：要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰；
（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸，
故答案为：作安全瓶，防止倒吸；
（3）根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2+2CO+3Si，
故答案为：澄清石灰水；PdCl2溶液；3SiO2+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2+2CO+3Si；
（4）一氧化碳有毒，有能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收，故答案为：没有尾气吸收装置将CO吸收．
（5）取18g Si02物质的量=$\frac{18g}{60g/mol}$=0.3mol，8.4g焦炭物质的量=$\frac{8.4g}{12g/mol}$=0.7mol，充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L，物质的量=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，
SiO2 +2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+Si，
0.3mol 0.6mol 0.6mol0.3mol
Si+C=SiC，
1 1 1
0.1mol 0.1mol 0.1mol
得到Si和SiC的物质的量之比为0.2mol：0.1mol=2：1，
故答案为：2：1；
（6）验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的CO2气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓，说明酸性H2CO3＞H2SiO3，
故答案为：向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸．
点评 本题考查了物质组成的实验探究方法，过程分析判断，实验设计，注意题干信息的分析判断应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
云南师大附小一线名师提优作业系列答案
冲刺100分单元优化练考卷系列答案| A． | 0.1 mol•L-1的硫酸铵溶液中：c（SO42-＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-） | |
| B． | 0.1 mol•L-1的硫化钠溶液中：c（OH-）=c（H+）+c（HS-）+c（H2S） | |
| C． | 1.0×l0-3mol/L盐酸的pH=3.0，1.0×10-8mol/L盐酸的pH=8.0 | |
| D． | 常温下，1mLpH=1的盐酸与l00mL pH=11的NaOH溶液混合后，溶液的pH=7 |
| A． | 含氧元素的化合物都是氧化物 | B． | 含氢元素的化合物都是酸 | ||
| C． | 冰水混合物不是纯净物 | D． | 只含一种元素的物质不一定是单质 |
| A． |  表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，H2的燃烧热为285.8 kJ/mol | |
| B． |  由图得出若除去CuSO4溶液中的Fe3+，可采用向溶液中加入适量CuO，调节溶液的pH至4左右 | |
| C． |  表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中Ⅰ表示醋酸，Ⅱ表示盐酸，且溶液导电性：c＞b＞a | |
| D． |  表示常温下向体积为10 mL 0.1 mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.1 mol/L CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线，则b点处有：c（CH3COOH）+c（H+）=c（OH-） |
| A． | 合理摄入维生素C能增强对传染病的抵抗力，而且它还有解毒作用 | |
| B． | 维生素D属于典型的水溶性维生素 | |
| C． | 为减少新鲜蔬菜中的维生素C的流失，炒蔬菜的时间不能太长，炒熟即可 | |
| D． | 补充维生素D有利于人体钙的摄入 |
| A． | KCl溶液 | B． | CH3CH2OH溶液 | C． | CH3COOH溶液 | D． | NaOH溶液 |