Question

【題目】工業(yè)甲醇的質(zhì)量分數(shù)可以用下列方法測定：

①在稀H2SO4中甲醇被Cr2O72-氧化成CO2和H2O，反應(yīng)式為：CH3OH＋Cr2O72-＋8H＋=CO2↑＋2Cr3＋＋6H2O；

②過量的Cr2O72-可用Fe2＋與之完全反應(yīng)：___Cr2O72-＋__Fe2＋＋__H＋—__Cr3＋＋__Fe3＋＋__H2O。現(xiàn)有0.12g工業(yè)甲醇，在H2SO4溶液中與25mL0.2mol·L－1K2Cr2O7溶液反應(yīng)，多余的K2Cr2O7再用1mol·L－1FeSO4與其反應(yīng)，結(jié)果用去FeSO4溶液9.6mL。

（1）配平第②步的離子方程式___。

（2）計算工業(yè)甲醇的質(zhì)量分數(shù)___。

（3）工業(yè)上通常利用SiO2和碳反應(yīng)來制取硅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__。

工業(yè)上還可以利用鎂制取硅，反應(yīng)為2Mg+SiO2=2MgO+Si，同時會發(fā)生副反應(yīng)：2Mg+Si=Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置，試回答下列問題：

（4）由于O2和H2O（g）的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用__(填序號)。

A．石灰石 B．鋅粒 C．純堿

（5）實驗開始時，必須先通一段時間X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是__；當反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進行，其原因是__。

（6）反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4（硅烷）氣體，然后SiH4自燃。用化學(xué)方程式表示這兩個反應(yīng)①___，②___。

Answer 1

【答案】1 6 14 2 6 7 Cr2O72－+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋+6Fe3＋+7H2O 90.7% SiO2+2CSi+2CO↑ B 防止加熱條件下H2與空氣混合爆炸 Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng) Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑ SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O

【解析】

（1）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的元素化合價變化結(jié)合電子守恒計算配平離子方程式，電子轉(zhuǎn)移：Cr2O72－～2Cr3＋～6e－；6Fe2＋～6Fe3＋～6e－；所以根據(jù)電子守恒，結(jié)合電荷守恒和原子守恒得到配平的離子方程式為：Cr2O72－+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋+6Fe3＋+7H2O；

（2）由反應(yīng)②可知，反應(yīng)①剩余的n（Cr2O72－）=n（Fe2＋）÷6=9.6×10-3L× 1mol·L-1÷6 =0.0016 mol，反應(yīng)①消耗的n（Cr2O72－）=25×10-3L× 0.2mol·L-1-0.0016mol= 0.0050 mol-0.0016 mol=0.0034 mol，則：n（CH3OH）=0.0034 mol，ω（CH3OH）= ×100%=90.7%；

（3）工業(yè)上通常利用SiO2和碳反應(yīng)來制取硅，同時生成CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式SiO2+2CSi+2CO↑。

（4）Mg可以與CO2反應(yīng)生成氧化鎂和碳，Mg與氫氣不能反應(yīng)，因此可用氫氣作為保護氣，選用的藥品為稀硫酸和鋅粒，再用濃硫酸干燥，所以試管中的固體藥品可選用鋅粒，故選B；

（5）裝置中有空氣，若不用氫氣排空裝置中的空氣，氫氣和空氣的混合氣體加熱會發(fā)生爆炸，所以反應(yīng)開始前應(yīng)該先通氫氣排盡裝置中的空氣；

Mg與SiO2反應(yīng)的條件是加熱，停止加熱后，反應(yīng)能繼續(xù)進行，其原因是：Mg與SiO2反應(yīng)放出的熱量維持反應(yīng)的進行；

（6）Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4（硅烷），其反應(yīng)的方程式為：Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑，SiH4常溫下是一種不穩(wěn)定、易自燃的氣體，SiH4自燃的方程式為SiH4+2O2═SiO2+2H2O，所以往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星。