化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变，因此白云母写成氧化物形式的化学式为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，故答案为：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O；
(2)从立体几何的知识来看，由于AlⅢ与SiⅣ的半径相近，在硅酸盐中，AlⅢ插入后很容易取代SiⅣ，不会引起原硅酸盐结构大的变化，故答案为：AlⅢ与SiⅣ的半径相近，插入后不会引起结构改变；
(3)①由题干信息可知，黑云母在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土
［AI2Si2O5(OH)4］，反应的离子方程式为2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4，故答案为：2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4；
②上述反应中碳酸与黑云母反应生成了硅酸，因为碳酸的酸性比硅酸强，可以强酸制弱酸，所以上述反应可以发生，故答案为：碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸； ③由于中性条件下Al3完全水解，主要以Al(OH)3的沉淀形式存在，因此风化后Al为什么不能以Al3＋形式被地下水溶解，故答案为：中性条件下Al3＋完全水解，主要以沉淀形式存在。
＋
12．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：
(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有____(填反应代号)。 (2)写出反应③的化学方程式_______。
(3)化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623 K反应，生成化合物W，其化学方程式是___。
(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是___(填化学式)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是______(填化学式)。
(5)工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为_______。 【答案】①②③ SiHCl3＋H2CO2 CO2和HCl CO＋H2O【解析】 【详解】
（1）置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，根据题干中制取硅的流程图知①②③属于置换反应，故答案为：①②③；
（2）反应③是SiHCl3被氢气还原得到硅和氯化氢，反应的化学方程式为SiHCl3+H2
1357KSi＋3HCl SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
CO2＋H2、CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
Si+3HCl，故答案为：SiHCl3+H2
1357KSi+3HCl；
（3）二氧化硅与碳酸钠高温反应生成硅酸钠，反应方程式为SiO2+Na2CO3SiO2+Na2CO3
1373:1623K1373:1623KNa2SiO3+CO2↑，故答案为：Na2SiO3+CO2↑；
（4）A、B、C分别为CO、CO2、HCl，作为减排目标的一种气体是CO2，化合物W为硅酸钠，能与W反应生成沉淀的是CO2和HCl，故答案为：CO2；CO2和HCl； （5）碳和水反应生成一氧化碳和氢气：C+H2O（g）
高温CO+H2，一氧化碳和水反应生成
二氧化碳和氢气：CO+H2O（g）
1073K催化剂CO2+H2，二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙：
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O，故答案为：CO+H2O(g)CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。
1073K催化剂CO2+H2、
13．高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下：
（1）实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器________________ a.普通玻璃坩埚 b.石英坩埚 c.陶瓷坩埚 d.铁坩埚 （2）第一步熔融时生成K2MnO4的化学方程式：_________
（3）操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在____________ (填性质)上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4。趁热过滤的原因是_______________
（4）反应b是电解法制备KMnO4，其装置如图所示，a作____________极(填“阳”或“阴”)，中间的离子交换膜是_____ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。阳极的电极反应式为____________
（5）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的________(填标号)。
a.双氧水 b.84消液(NaClO溶液) c.75％酒精 【答案】d 3MnO2+KClO3+6KOH
高温3K2MnO4+KCl+3H2O 溶解性 避免温度下降，造成主
产品的纯度降低 阳 阳 MnO42--e-=MnO4- ab 【解析】 【分析】
根据流程：二氧化锰与氢氧化钾粉碎在空气中熔融：3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O，加水溶解分离出去KCl得到K2MnO4溶液； 途径1：向K2MnO4溶液通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3：
3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+2K2CO3+MnO2↓，过滤除去滤渣(MnO2)，滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，滤液中含有K2CO3， 途径2：电解K2MnO4溶液，2K2MnO4+2H2O 应为：MnO42--e-=MnO4-，据此分析作答。 【详解】
(1)实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择铁坩埚，因为普通玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚中含有二氧化硅，能与KOH反应，故答案为d；
(2)第一步熔融时二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾生成K2MnO4的化学方程式为：3MnO2+KClO3+6KOH
2KMnO4+2KOH+H2↑，a为阳极，电极反
高温3K2MnO4+KCl+3H2O；
(3)采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4，说明高锰酸钾的溶解性随温度影响较大，操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4，趁热过滤的原因是避免温度下降，造成主产品纯度降低；
(4)反应b是电解法制备KMnO4，a为阳极，K2MnO4生成KMnO4，发生反应：MnO42--e-=MnO4-，阴极为b，由氢离子放电，得到KOH，故离子交换膜为阳离子交换膜，交换钾离子；
(5)KMnO4稀溶液因为其强氧化性是一种常用的消毒剂，双氧水、84消液(NaClO溶液)具有氧化性，能消毒，故答案为：ab。
14．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备高纯硅的主要步骤如下： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅； ②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl中易自燃。 请回答下列问题。
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为___。
（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl4(沸点
SiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气
57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为__。
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。
①装置B中的试剂是__，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是__；
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__，装置D不能采用普通玻璃管的原因是__，装置D中发生反应的化学方程式为__；
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及___；
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是___(填字母)。
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液 【答案】SiO2＋2C
高温Si＋2CO↑ 分馏(或蒸馏) 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 石
1000℃~1100℃英管的内壁附有灰黑色晶体 在该反应温度下，普通玻璃管会软化 SiHCl3＋H2＋3HCl 排尽装置内的空气 bd 【解析】 【分析】
(1)高温下，碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳；
Si
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3，可用蒸馏的方法；
(3)①生成的氢气含有水蒸气，用浓H2SO4干燥；加热促使SiHCl3气化；
②SiHCl3和氢气反应有硅单质生成，根据硅的颜色判断D装置中的现象；SiHCl3和H2反应生成硅和氯化氢；
③氢气是可燃性气体，易产生爆炸，SiHCl3在空气中易自燃，所以先通一段时间H2，将装置中的空气排尽；
④取少量产品于试管中加盐酸溶解，再滴加氯水和KSCN(aq)，若溶液呈红色说明含Fe，若不呈红色说明不含Fe。 【详解】
(1)高温下，碳做还原剂时，生成CO，制粗硅的化学方程式为SiO2＋2C(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3，可用分馏(或蒸馏)的方法；
(3)①锌和稀硫酸反应制得的氢气中含有水蒸气，而SiHCl3能与水剧烈反应，所以实验中应使用干燥的氢气，一般选用浓H2SO4干燥氢气；加热的目的是使SiHCl3汽化，进入装置D中；
②高温下，SiHCl3和氢气反应生成硅单质，硅单质是灰黑色固体，所以D装置中的现象
高温Si＋2CO↑；
是：石英管的内壁附有灰黑色晶体，SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，化学方程式为SiHCl3＋H2
1000℃~1100℃Si＋3HCl；装置D不能采用普通玻璃管的原因是：温度
太高，普通玻璃管易熔化；
③氢气是可燃性气体，当氢气的量达到一定时易产生爆炸，SiHCl3在空气中易自燃，所以实验的关键是检查装置的气密性、控制好温度，以及先通一段时间H2将装置中的空气排尽；
④铁能和稀盐酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，故选bd。
15．多种方法鉴别下列第一组白色粉末物质(注：能够写化学方程式的写出化学反应方程式；鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添)。 (1)Na2CO3和SiO2： ①_____________。 ②_____________。
(2)欲鉴别CaCO3和Na2SiO3，某同学分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，指出他观察到的现象：
CaCO3： ______________。 Na2SiO3： _____________。
【答案】加水溶解法：能溶于水的是Na2CO3，不溶于水的是SiO2 酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Na2CO3，不反应的是SiO2，化学方程式：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑ 产生气泡 产生白色沉淀 【解析】 【详解】
(1)根据碳酸钠和二氧化硅性质的差异来鉴别，碳酸钠含有钠离子，可以进行焰色反应、还可以和盐酸之间反应、还可以和氯化钡溶液之间反应，但是二氧化硅都无此性质； (2)结合强酸制弱酸的原理并结合硅酸不溶于水分析。 【点睛】
(1)①加水溶解法：能溶于水的是Na2CO3，不溶于水的是SiO；
②酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Na2CO3；不反应的是SiO2．化学方程式：Na2CO3+2HCl=2 NaCl+H2O+CO2↑；
(2)CaCO3溶于稀盐酸发生的反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，则可观察到产生气泡；Na2SiO3溶于稀盐酸发生的反应方程式为Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，则可观察到有白色沉淀产生。
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