Question

【題目】工業甲醇的質量分數可以用下列方法測定：

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

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

（1）配平第②步的離子方程式___。

（2）計算工業甲醇的質量分數___。

（3）工業上通常利用SiO2和碳反應來制取硅，寫出反應的化學方程式__。

工業上還可以利用鎂制取硅，反應為2Mg+SiO2=2MgO+Si，同時會發生副反應：2Mg+Si=Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置，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，再加熱反應物，其理由是__；當反應引發后，移走酒精燈，反應能繼續進行，其原因是__。

（6）反應結束后，待冷卻至常溫時，往反應后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產生此現象的原因是副產物Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4（硅烷）氣體，然后SiH4自燃。用化學方程式表示這兩個反應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的反應是放熱反應 Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑ SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O

【解析】

（1）依據氧化還原反應的元素化合價變化結合電子守恒計算配平離子方程式，電子轉移：Cr2O72－～2Cr3＋～6e－；6Fe2＋～6Fe3＋～6e－；所以根據電子守恒，結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②可知，反應①剩余的n（Cr2O72－）=n（Fe2＋）÷6=9.6×10-3L× 1mol·L-1÷6 =0.0016 mol，反應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）工業上通常利用SiO2和碳反應來制取硅，同時生成CO，反應的化學方程式SiO2+2CSi+2CO↑。

（4）Mg可以與CO2反應生成氧化鎂和碳，Mg與氫氣不能反應，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生爆炸，所以反應開始前應該先通氫氣排盡裝置中的空氣；

Mg與SiO2反應的條件是加熱，停止加熱后，反應能繼續進行，其原因是：Mg與SiO2反應放出的熱量維持反應的進行；

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