Question

14．某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如图：

（1）“硅胶”常用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体． A 的结构式为O=C=O．
（2）制备粗硅的方程式为SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）操作I为过滤，操作Ⅱ为蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶，操作Ⅲ所用仪器有铁架台（带铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒等．
（4）操作Ⅲ，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是防止镁离子水解．
（5）溶液G用E酸化的方程式为Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓．
（6）电解饱和的K溶液的离子方程式为2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，阳极电极方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

Answer 1

分析 碳酸镁和石英在高温下煅烧，碳酸镁分解生成氧化镁和二氧化碳，则A为CO₂，B为MgO和SiO₂，加入稀盐酸充分溶解，得到滤渣为SiO₂，高温下与C反应生成粗硅和F，F为CO，G为Na₂SiO₃，H为H₂SiO₃，氯化镁溶液经蒸发、浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体，经干燥得到氯化镁，电解熔融的氯化镁得到镁和氯气，即C为Cl₂，D为SiCl₄，E为HCl，则K为NaCl，以此解答该题，
（1）硅胶表面家大，吸附能力强，二氧化碳分子中含有两个碳氧双键；
（2）工业制备粗硅是利用碳还原二氧化硅生成；
（3）分析可知操作Ⅰ是分离固体和溶液用过滤，操作Ⅱ是分离溶液中溶质，蒸发结晶得到溶质晶体；操作Ⅲ是再蒸发皿中蒸发溶液；
（4）氯化镁溶液中镁离子水解生成氢氧化镁沉淀；
（5）溶液G用E酸化是硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀；
（6）电极饱和NaCl溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，阳极是氯离子失电子生成氯气．

解答 解：（1）硅胶表面家大，吸附能力强，可用作干燥剂、催化剂的载体，由以上分析可知A为二氧化碳，结构式为O=C=O，
故答案为：干燥剂；催化剂； O=C=O；
（2）工业用二氧化硅和碳在高温下制备粗硅，方程式为SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，故答案为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）由以上分析可知操作I为过滤，操作Ⅱ为 蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶，操作Ⅲ用于干燥晶体得到固体，所用仪器有铁架台（带铁圈）、酒精灯、蒸发 皿、玻璃棒等，
故答案为：过滤； 蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶；蒸发皿、玻璃棒；
（4）加热时氯化镁易水解，为防止水解，应在氯化氢的氛围中进行，
故答案为：防止镁离子水解；
（5）硅酸钠和盐酸反应生成硅酸，反应的方程式为Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓，
故答案为：Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓；
（6）K为NaCl，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气、氢气，离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，阳极生成氯气，方程式为 2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑； 2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

点评 本题考查物质的制备，为高频考点，侧重考查学生知识综合应用能力，明确物质性质及物质分离和提纯方法是解本题关键，知道流程图中各部分可能发生的反应、采用的分离方法，题目难度中等．