2019年高中化学-第四章-电化学基础-第四节《金属的电化学腐蚀与防护》知识点总结及.doc

2019年高中化学 第四章 电化学基础 第四节《金属的电化学腐蚀与防护》知识点总结及典例解析 新人教版选修4
1．钢铁在酸性环境中主要发生析氢腐蚀，放出氢气。
2．钢铁在中性或弱酸性环境中主要发生吸氧腐蚀，最终生成铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O。
3．钢铁吸氧腐蚀的正极发生的电极反应是：
2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
4．金属电化学防护的方法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。

金属的电化学腐蚀

[自学教材·填要点]
1．金属的腐蚀
(1)概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)本质：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应。
(3)分类：
①化学腐蚀：
金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
②电化学腐蚀：
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。
2．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀

吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜呈中性或弱酸性
水膜呈较强酸性
正极反应
O2＋4e－＋2H2O
===4OH－
2H＋＋2e－===H2↑
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
Fe－2e－===Fe2＋
总反应
2Fe＋O2＋2H2O
===2Fe(OH)2
Fe＋2H＋===
Fe2＋＋H2↑

[师生互动·解疑难]
(1)化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大。
(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。
(3)钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成Fe2＋，而非Fe3＋。
(4)一般情况下，只有在金属活动性顺序中排在氢之前的金属才有可能发生析氢腐蚀。

1．请以吸氧腐蚀为例，用化学方程式解释铁锈(Fe2O3·xH2O)的形成过程：
(1)负极：___________________________________________________________；
(2)正极：___________________________________________________________；
(3)总反应：____________________________________________________；
(4)_____________________________________________________________；
(5)______________________________________________________________。
答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋
(2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(3)2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O

金属的电化学防护

[自学教材·填要点]
1．金属的防护

2．金属的电化学防护
(1)牺牲阳极的阴极保护法：
应用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。
(2)外加电流的阴极保护法：
利用电解原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，在电解质溶液里，接外加直流电源。
3．牺牲阳极的阴极保护法的实验探究

(1)实验步骤：按右图所示连接好装置；往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。
已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：
3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
(2)实验现象：可以看到电压表指针发生偏转，Fe电极上有气泡产生，往Fe电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液，没有蓝色沉淀生成。
(3)实验结论：
实质上是Zn、Fe、NaCl溶液(酸化)构成原电池，发生下列电极反应：
负极：Zn－2e－===Zn2＋，
正极：2H＋＋2e－===H2↑。
往Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液不变蓝色，说明溶液中不含Fe2＋，证明Fe未被腐蚀(即牺牲阳极金属保护阴极金属)。
[师生互动·解疑难]
(1)金属防护的基本思路：
①防止金属与氧化性介质直接接触。
②防止金属表面形成电解质溶液层。
③改善金属的内部结构。
(2)金属防护的其他方法：
①改变金属的内部组织结构，使金属的性质发生改变，成为耐腐蚀金属，如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢。
②在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。

2．用“短线”将下列金属的防护方法连线。
(1)加保护层　　　　　　　 　A．钢闸门与直流电源负极相连
(2)牺牲阳极阴极保护法 B．电线外面包塑料法
(3)外加电流的阴极保护法 C．普通钢制镍铬钢
(4)改变内部结构 D．轮船外壳装上锌块
答案：(1)－B　(2)－D　(3)－A　(4)－C

主题1：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的不同点有哪些？
甲
形成原电池的条件不同，水膜呈较强的酸性发生析氢腐蚀，水膜呈中性或很弱的酸性则发生吸氧腐蚀
乙
正极反应式不同，析氢腐蚀为：2H＋＋2e－===H2↑，吸氧腐蚀为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
丙
总反应式不同，
析氢腐蚀：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，
吸氧腐蚀：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
丁
电化学腐蚀中，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍
主题2：探讨金属防护的常用方法有哪些？

甲
改变金属的内部结构，如钢中加入镍制成不锈钢
乙
在金属表面覆盖保护层，把被保护的金属与腐蚀介质隔开，如在金属表面涂油漆、油脂、搪瓷、镀铬、覆盖蓝色氧化膜(Fe3O4等)
丙
改善腐蚀的环境，如减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧等
丁
电化学保护，根据电化学原理，通过改变金属在电解质溶液中的作用，从而控制金属的腐蚀，如牺牲阳极的阴极保护法和外接电源的阴极保护法等

金属的腐蚀与防护

[例1]　结合下图判断，下列叙述正确的是(　　)

A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀
[解析]　两个装置均为原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知：原电池的正极金属受到保护，A项正确；Ⅰ：负极为活泼金属Zn，B错误；Ⅱ中是酸性溶液，电极反应中不能有OH－生成，C错误；Ⅰ中无Fe2＋生成；不能生成铁氰化亚铁沉淀，D错误。
[答案]　A

解答此类题目主要从以下三个方面分析：
(1)正确判断金属的腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀。
(2)如果是电化学腐蚀，判断出正、负极，较活泼的金属为负极被腐蚀，较不活泼的金属为正极被保护。
(3)电化学腐蚀中根据电解质溶液的酸碱性确定腐蚀的类型，若是酸性溶液则发生析氢腐蚀，若是中性或弱酸性溶液则发生吸氧腐蚀。

1．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。
答案：B

金属腐蚀快慢的比较

[例2]　下图所示的各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是(　　)

A．④＞②＞①＞③　　 　　B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞①
[解析]　铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与比它活泼性差的Sn相连时，Fe被腐蚀的速率增大[比①大]，与活泼性比其强的锌相连时，锌作负极，被腐蚀，铁被保护，其腐蚀的速率要比①小；④为电解装置，Fe为阳极，发生氧化反应，铁腐蚀的速率最快。
[答案]　A

同一电解质溶液中金属腐蚀快慢的规律
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有保护措施的腐蚀；即电解池的阳极>原电池的负极>一般化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。

若将装置②中的Sn换为Cu，
与②比较哪一种装置中铁的腐蚀速率快？

提示：换为Cu后、Fe的腐蚀速率
快；原因是活泼性不同的两种金属形成原电池而造成
的腐蚀：两金属的活泼性差异越大，金属腐蚀得越快。

金属腐蚀与防护的实验探究

　[例3]　某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验，来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同无锈的铁钉数个，一定量的食盐水、碳酸水、植物油，实验温度为298 K或308 K，每次实验取用铁钉的数量相同，液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验
编号
T/K
试管内
取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②

③

④

(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率
[解析]　(1)实验Ⅰ探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质(选用碳酸水)。
实验Ⅱ探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。
实验Ⅲ探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。
(2)A项涂油漆保护钢窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误；C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。
[答案]　(1)
实验
编号
T/K
试管内
取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅱ)③
(Ⅲ)④(只要与
前面③、④对应即可)
②
298
碳酸水
③
308
食盐水
④
298
植物油

(2)AC

影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属的本性而言，金属越活泼，就越易失去电子被腐蚀，介质对金属腐蚀的影响很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。

2．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期，下列对实验结束时现象描述不正确的是(　　)

A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左测液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析：装置Ⅰ中潮湿的水蒸气为中性，铁丝发生吸氧腐蚀，左侧的液面一定会上升；装置Ⅱ中潮湿的水蒸气为酸性，铁丝发生析氢腐蚀，左侧的液面下降，故左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的高；装置Ⅱ中铜与铁构成原电池，腐蚀最为严重；装置Ⅲ中铁钉处于干燥环境，几乎没被腐蚀。
答案：B

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2019年高中化学 第四章 非金属及其化合物 第一节 第1课时《二氧化硅和硅酸》基础提升练习 新人教版必修1
【基础篇】
题组一　二氧化硅的性质与用途
1.关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合物，有关其说法正确的是(　　)
A.化学性质不活泼
B.可溶于水且显酸性
C.熔沸点较低，物理性质与CO2相似
D.是酸性氧化物，不溶于任何酸
答案　A
解析　该化合物为SiO2，SiO2不溶于水、熔沸点很高，与氢氟酸反应。
2.除去SiO2中混有的少量生石灰和石灰石，有如下操作：①加水溶解　②加水煮沸　③过滤　④加稀盐酸　⑤加稀H2SO4，正确的操作顺序是(　　)
A.①③ B.④③ C.⑤③ D.②③
答案　B
解析　加稀盐酸与CaO、CaCO3反应生成CaCl2溶液，然后过滤得到SiO2固体。注意不能选用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分离出SiO2。
3.下列关于SiO2的说法，正确的是(　　)
A.SiO2是制造光导纤维的重要材料
B.SiO2溶于水生成硅酸
C.SiO2对应水化物的酸性比碳酸强
D.SiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反应
答案　A
解析　SiO2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。
4.下列试剂能用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是(　　)
A.Na2SiO3溶液 B.KMnO4溶液
C.氢氟酸 D.NaOH溶液
答案　B
解析　玻璃中含有SiO2与NaOH溶液长时间作用会生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有粘性，可将玻璃塞与玻璃瓶粘在一起打不开，A、D错误；氢氟酸可腐蚀玻璃，一般用塑料瓶盛装，C错误。
5.指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E 选项中选择正确答案填入括号内。
(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　)
(2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　)
(3)SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　)
(4)SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　)
(5)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(　　)
A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B.氧化性
C.酸性氧化物的通性
D.将挥发性的酸酐从其盐中置换出来
E.未参与氧化还原反应
答案　(1)C　(2)D　(3)B　(4)E　(5)A
解析　(1)中SiO2表现的是酸性氧化物的性质。(2)中是SiO2得电子，显氧化性。(4)中得失电子的是C，SiO2未参与得失电子。(5)是雕刻玻璃的反应。
6.生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是(　　)
A.水 B.盐酸 C.硫酸 D.烧碱溶液
答案　B
解析　生石灰能溶于水生成氢氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙沉淀，碳酸钙不溶于水，所以有不溶于水的物质出现，不能说明杂质是否含有碳酸钙和二氧化硅，A错误；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化硅不溶于盐酸，生石灰溶于盐酸生成氯化钙和水，所以有气体产生说明有碳酸钙，有不溶物，说明有二氧化硅，B正确；碳酸钙和硫酸反应生成硫酸钙，微溶于水，二氧化硅不溶于硫酸，所以有不溶于水的物质出现，不能确定是碳酸钙还是二氧化硅，C错误；碳酸钙不溶于氢氧化钠，二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠，生石灰溶于水，所以不能确定是否含有二氧化硅，D错误。
题组二　硅酸的性质与用途
7.下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法中不正确的是(　　)
A.两者均为弱酸
B.两者均可使紫色石蕊试液变红色
C.CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D.两者受热时均可以分解
答案　B
解析　硅酸不能使紫色石蕊试液变红，B错误。因为H2CO3酸性强于H2SiO3，故可以用H2CO3制备H2SiO3：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。
8.在存放照相机、显微镜、食品和药品的包装盒中常发现一些袋装透明的胶状颗粒，该颗粒的主要作用是干燥，其成分是(　　)
A.活性炭 B.氯化钠
C.硅胶 D.小苏打
答案　C
解析　以上四种物质中只有硅胶是干燥剂。
9.下列关于硅酸的说法正确的是(　　)
A.硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得
B.可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋ H2SiO3↓制取硅酸
C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D.干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠
答案　B
解析　SiO2难溶于水，因此不能与水化合反应直接制得硅酸，A错误；由于酸性HCl>H2SiO3，所以可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋ H2SiO3↓制取硅酸，B正确；尽管硅酸难溶于水，但是它仍能与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，C错误；干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸，D错误。
10.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　　)

A.X可用作木材防火剂
B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替
D.步骤 Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行
答案　D
解析　X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，A正确；步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，C正确；步骤 Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，D错误。
【提升篇】
11.(1)普通玻璃又称为钠玻璃，试写出生产普通玻璃过程中发生反应的一个化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验室用于盛放碱性试剂的试剂瓶不用磨口玻璃塞的原因是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)有一种特殊玻璃为钾玻璃，其热膨胀系数较小，较难熔化，较难受化学药品的侵蚀，可用于制作一般的化学仪器。现以石英砂、苛性钾、熟石灰为原料，熔制钾玻璃，质量比为75∶28∶37(假定这些原料不含杂质)，试用氧化物的形式表示该钾玻璃的组成__________。
(4)下列叙述正确的是_______________________________________(填序号)。
①SO2、NO、NO2都是形成酸雨的因素，都能和水反应生成酸
②NH3、H2S均不能用浓硫酸干燥
③水晶的主要成分是SiO2
④SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
⑤实验室可用NaOH溶液处理Cl2和SO2废气
⑥NO只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用排空气法收集，不能用排水集气法
答案　(1)Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑或　CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
(2)2OH－＋SiO2===SiO＋H2O　(3)K2O·2CaO·5SiO　(4)②③⑤⑥
解析　(1)工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石。碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳，该反应的化学方程式为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和强碱反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，离子反应为2OH－＋SiO2===SiO＋H2O，硅酸钠是一种具有粘性的物质，导致瓶塞与瓶口粘在一起，所以盛放碱液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞；二氧化硅能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，氢氟酸应保存在塑料瓶中。(3)由石英砂、苛性钾、熟石灰质量比为75∶28∶37，根据元素原子守恒，n(KOH)∶n[Ca(OH)2]∶n(SiO2)＝n(K2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝＝∶∶＝1∶2∶5，用氧化物表示玻璃的组成为活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水的顺序，则玻璃为K2O·2CaO·5SiO2。(4)①NO不能与水反应，错误；②浓硫酸不能干燥碱性气体和还原性的气体，如NH3、H2S等，正确；③水晶的主要成分是SiO2，正确；④SiO2能与氢氟酸反应，错误；⑤Cl2和SO2废气都能与NaOH溶液反应，实验室可用NaOH溶液来处理，正确；⑥NO能与空气中的氧气反应但不溶于水也不跟水反应，只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集；而NO2不与氧气反应，能与水反应，只能用排空气法收集，不能用排水集气法，正确；综上，答案选②③⑤⑥。
12.高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为
组分
SiO2
C
Na2O
K2O
Al2O3
Fe2O3
质量分数
59.20
38.80
0.25
0.50
0.64
0.61

请回答下列问题：
(1)根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有________类。
(2)步骤①中涉及SiO2的离子反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)滤渣A的成分有________________(填化学式)。
(4)步骤③反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验室进行步骤③用到的仪器有坩埚钳、酒精灯、三脚架、__________和__________。
答案　(1)3　(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)C、Fe2O3　(4)H2SiO3SiO2＋H2O　(5)坩埚　泥三角
解析　(1)根据氧化物的性质可以把氧化物分为碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物、其他复杂氧化物5类，稻壳灰中二氧化硅属于酸性氧化物，氧化钠、氧化钾属于碱性氧化物，氧化铝属于两性氧化物。(2)步骤①中涉及SiO2与氢氧根离子反应生成硅酸根离子和水，离子方程式是SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。(3)稻壳灰的成分中只有二氧化硅、氧化铝与氢氧化钠反应，氧化钠、氧化钾与水反应，而C与氧化铁均不反应，所以滤渣A的成分是C、Fe2O3。(4)滤液A中含有硅酸根离子、偏铝酸根离子，加入过量稀盐酸，则偏铝酸根离子与过量的稀盐酸反应生成铝离子，而硅酸根离子与过量的稀盐酸反应生成硅酸沉淀，过滤得到硅酸，煅烧生成二氧化硅和水，化学方程式是H2SiO3SiO2＋H2O。(5)煅烧固体时，需要将固体放在坩埚中，坩埚放在泥三角上，泥三角放在三脚架上，用酒精灯加热，用坩埚钳取下坩埚，所以还需要坩埚和泥三角。
13.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：

(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
(2)装置B所盛的试剂是__________________________________________，
其作用是___________________________________________________。
(3)装置C所盛试剂是___________________________________________，
C中反应的离子方程式是___________________________________________。
(4)由此得到的结论是酸性________>________＞________。
答案　(1)盐酸
(2)饱和NaHCO3溶液　吸收HCl气体
(3)Na2SiO3溶液　SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO(或SiO＋2CO2＋2H2O===2HCO＋H2SiO3↓)
(4)HCl　H2CO3　H2SiO3
解析　根据强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收，但不能吸收CO2，故选用饱和NaHCO3溶液。
14.化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成化合物D。
(1)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是__________________________。
(2)将C与纯碱混合高温熔融时发生化学反应生成D，同时还生成能使澄清石灰水变浑浊的氧化物E；将少量的E 通入D的水溶液中，生成化合物F。
①分别写出生成D和F的化学反应方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是
________________________________________________________________________。
A.普通玻璃坩埚
B.石英玻璃坩埚
C.铁坩埚
(3)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是________。
答案　(1)氢氟酸(或HF)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑　Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓　②AB
(3)50%
解析　二氧化硅用作光导纤维，则C是SiO2；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，故D是硅酸钠。(1)二氧化硅与HF反应，与一般的酸不反应，化学方程式是SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(2)①二氧化硅与碳酸钠高温反应生成硅酸钠和二氧化碳气体，E是二氧化碳，少量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，生成硅酸沉淀和碳酸钠，化学方程式分别是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。②纯碱为碳酸钠，高温下碳酸钠与二氧化硅发生反应，所以不能使用含有二氧化硅的坩埚，如石英坩埚、普通玻璃坩埚，应选择铁坩埚，选AB。(3)二氧化硅和碳酸钙高温反应生成硅酸钙和二氧化碳，化学方程式是SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，生成二氧化碳的物质的量是＝0.5 mol，所以碳酸钙的质量是0.5 mol×100 g·mol－1＝50 g，所以石灰石中碳酸钙的质量分数是×100%＝50%。