Question

12．某礦石含碳酸鎂和石英，制備高純硅和硅膠的工藝流程如下：

（1）“硅膠”冶常用作干燥劑，也可以用作催化劑的載體． A 的結構式為O=C=O．
（2）制備粗硅的方程式為SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）操作I為過濾，操作Ⅱ為蒸發結晶或蒸發濃縮、冷卻結晶，操作Ⅲ所用儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發皿、玻璃棒等．
（4）操作Ⅲ，需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是防止鎂離子水解．
（5）溶液G用E酸化的方程式為Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓．
（6）電解飽和的K溶液的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，陽極電極方程式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

Answer 1

分析 碳酸鎂和石英在高溫下煅燒，碳酸鎂分解生成氧化鎂和二氧化碳，則A為CO₂，B為MgO和SiO₂，加入稀鹽酸充分溶解，得到濾渣為SiO₂，高溫下與C反應生成粗硅和F，F為CO，G為Na₂SiO₃，H為H₂SiO₃，氯化鎂溶液經蒸發、濃縮、冷卻結晶得到氯化鎂晶體，經干燥得到氯化鎂，電解熔融的氯化鎂得到鎂和氯氣，即C為Cl₂，D為SiCl₄，E為HCl，則K為NaCl，以此解答該題．

解答 解：（1）硅膠表面家大，吸附能力強，可用作干燥劑、催化劑的載體，由以上分析可知A為二氧化碳，結構式為O=C=O，故答案為：干燥劑；催化劑； O=C=O；
（2）工業用二氧化硅和碳在高溫下制備粗硅，方程式為SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，故答案為：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）由以上分析可知操作I為過濾，操作Ⅱ為 蒸發結晶或蒸發濃縮、冷卻結晶，操作Ⅲ用于干燥晶體得到固體，所用儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、蒸發 皿、玻璃棒等，
故答案為：過濾； 蒸發結晶或蒸發濃縮、冷卻結晶；蒸發皿、玻璃棒；
（4）加熱時氯化鎂易水解，為防止水解，應在氯化氫的氛圍中進行，故答案為：防止鎂離子水解；
（5）硅酸鈉和鹽酸反應生成硅酸，反應的方程式為Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓，故答案為：Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓；
（6）K為NaCl，電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣，離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，陽極生成氯氣，方程式為 2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑； 2Cl^--2e^-=Cl₂↑．

點評 本題考查物質的制備，為高頻考點，側重考查學生知識綜合應用能力，明確物質性質及物質分離和提純方法是解本題關鍵，知道流程圖中各部分可能發生的反應、采用的分離方法，題目難度不大．