2022年高中化學(xué) 第四章《材料家族中的元素》教案 魯科版必修1

2022年高中化學(xué) 第四章材料家族中的元素教案 魯科版必修1章末知識(shí)回顧硅的性質(zhì) 二氧化硅的性質(zhì) 無(wú)機(jī)非金屬材料 元素與材料世界 硅 無(wú)機(jī)非金屬材料 鋁 金屬材料 復(fù)合材料 半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅 二氧化硅與光導(dǎo)纖維 硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料 鋁與鋁合金 金屬與金屬材料 復(fù)合材料的組成在生產(chǎn)生活、航空、航天中常見(jiàn)的復(fù)合材料 鋁及其化合物 金、銀、銅 認(rèn)識(shí)復(fù)合材料 形形色色的復(fù)合材料 結(jié)構(gòu)圖表知識(shí)歸納一、無(wú)機(jī)非金屬材料1、硅（1）存在、物理性質(zhì)、用途硅在自然界只以化合態(tài)存在。晶體硅呈灰黑色，有金屬光澤，硬而脆，熔點(diǎn)很高（1410），是良好的半導(dǎo)體材料。硅可用來(lái)制造集成電路，太陽(yáng)能電池，硅整流器等。硅合金可用來(lái)制造變壓器鐵芯，耐酸設(shè)備等。（2）化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定性：在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與O2、Cl2、H2SO4、HNO3等發(fā)生反應(yīng)。弱還原性：在常溫下，能與F2、HF和強(qiáng)堿反應(yīng)。例如：Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2；Si + 2F2 SiF4；Si + 4HF SiF4+ 2H2。在加熱時(shí)純硅與某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。如研細(xì)的硅能在氧氣中燃燒：Si + O2 SiO2（3）硅的制備在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方法可制得含少量雜質(zhì)的粗硅：SiO22CSi2CO，將粗硅提純后，可以得到半導(dǎo)體材料的高純硅。2、二氧化硅（1）物理性質(zhì)：純凈的二氧化硅晶體呈無(wú)色，熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶劑。（2）化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物的通性：在常溫時(shí)可以與堿溶液緩慢反應(yīng)生成鹽和水：SiO22NaOHNa2SiO3H2 O；在高溫下可與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2CaOCaSiO3二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應(yīng)： Si O24HF SiF42H2O 弱氧化性：如在高溫時(shí)，二氧化硅中的硅可以被碳置換出來(lái)。（3）用途：二氧化硅可用于石英表、石英玻璃、建筑材料、電子部件、光學(xué)儀器、工藝品和眼鏡片、精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品、光導(dǎo)纖維等。3、光導(dǎo)纖維：光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來(lái)傳導(dǎo)光線的透明度極高的玻璃細(xì)絲。光導(dǎo)纖維是用石英玻璃制造的，具有信息容量大，抗干擾性能好，通信損耗低等優(yōu)點(diǎn)。4、玻璃原料：生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿（Na2CO3），石灰石（CaCO3）和石英（SiO2 ）。反應(yīng)原理：將粉碎混勻的原料加強(qiáng)熱使之熔化，發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，冷卻即成玻璃。其中主要化學(xué)反應(yīng)是：CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ； Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2 5、水泥（1）普通水泥的主要成分為硅酸三鈣（3CaO·SiO2），硅酸二鈣（2CaO·SiO2）和鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）等。（2）水泥的特點(diǎn)是水泥具有水硬性，與水?dāng)v和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬。（3）混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用鋼筋作結(jié)構(gòu)，這就是通常所說(shuō)的鋼筋混凝土。6、新型無(wú)機(jī)非金屬材料：如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。二、無(wú)機(jī)金屬材料1、鋁（1）物理性質(zhì)：硬度較小，銀白色、質(zhì)輕，有很好的延展性和導(dǎo)電性。（2）化學(xué)性質(zhì)與氧氣反應(yīng)：常溫下，鋁被空氣中的氧氣氧化，表面生成一層致密的氧化物薄膜，失去金屬光澤。點(diǎn)燃時(shí)，金屬鋁可以在氧氣中燃燒：4Al 3O2 2Al2O3 與氯氣、硫等非金屬反應(yīng)： 2Al3Cl2 2AlCl3；4Al3S 2Al2S3與非氧化酸反應(yīng)，有氫氣生成：2Al6H2Al33H2。與氧化酸反應(yīng)，無(wú)氫氣生成： Al4HNO3 (稀)Al(NO3)3NO2H2O（注意：Al遇冷的濃硫酸、濃硝酸會(huì)鈍化，但加熱可反應(yīng)。）與堿反應(yīng)： 2Al2NaOH6H2O2NaAl(OH)43H2與金屬氧化物的反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)）： 2AlFe2O32FeAl2O32、金、銀、銅（1）物理性質(zhì)：它們都具有金屬的通性，但顏色不同。（2）化學(xué)性質(zhì)：金、銀、銅都屬于不活潑金屬，相對(duì)而言，其活潑程度依次增強(qiáng)。金是最穩(wěn)定的金屬之一，在高溫下也不能與氧氣反應(yīng)，不能被硝酸等強(qiáng)氧化性酸氧化。但金能溶解在王水中。銀雖然不能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，但卻能溶解在硝酸等強(qiáng)氧化性酸中。相對(duì)而言，銅最活潑，如：在加熱或點(diǎn)燃條件下可與氧氣、氯氣、硫等非金屬反應(yīng)；可與濃硫酸、硝酸等強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)；可與鹽溶液反應(yīng)：Cu2FeCl3CuCl22FeCl2在空氣中可銹蝕：2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO3（3）用途：它們廣泛的應(yīng)用于首飾、電子工業(yè)、有機(jī)合成、能源開(kāi)發(fā)、材料制造、建筑用水管等。3、其它金屬材料：如鈦、鈾、镅等。4、合金（1）合金：合金是指兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，合金的性能優(yōu)于純金屬，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬熔點(diǎn)都低，硬度比它的各成分金屬大。但合金的性質(zhì)并不是各成分金屬性質(zhì)的總和。（2）常見(jiàn)的合金金屬鋁中加入其他元素如銅、鎂、硅、鋅、鋰等，即形成各種性能優(yōu)良的鋁合金。鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成形、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)，并且表面易形成致密的氧化物保護(hù)膜而具有一定的抗腐蝕能力。鋁合金主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸及電子行業(yè)。鋼鐵a生鐵：含碳量24.3%，硬度大，但較脆且不易機(jī)械加工。b普通鋼：含碳量0.03%2%，增加了鐵錳等元素，改善了鐵的性能，但易銹蝕。c不銹鋼：在普通鋼基礎(chǔ)上，加入鉻鎳等元素，含鉻在一般在12以上，在空氣中能保持金屬光澤，且有不生銹的特性。5、幾種重要的化合物（1）氧化鋁物理性質(zhì)：白色固體，不溶于水，熔點(diǎn)高?；瘜W(xué)性質(zhì)：氧化鋁具有不同于一般氧化物的性質(zhì)，既與強(qiáng)酸反應(yīng)也與強(qiáng)堿反應(yīng)，屬于兩性氧化物。Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O；Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4（2）氫氧化鋁物理性質(zhì)和用途：Al(OH)3是幾乎不溶于水的白色膠狀固體，具有吸附性?？勺鲀羲畡┖蜕匚絼??；瘜W(xué)性質(zhì)：與Al2O3一樣，既與酸反應(yīng)又與堿反應(yīng)，具有兩性，屬于兩性氫氧化物。與酸反應(yīng)：Al(OH)3 3HClAlCl3 3H2O（Al(OH)3 3H+Al3+3H2O）與堿反應(yīng)：Al(OH)3NaOHNaAl(OH)4（Al(OH)3OHAl(OH)4）另外，Al(OH)3還具有難溶性氫氧化物的通性，即受熱易分解：2Al(OH)3 Al2O33H2OAl(OH)3的制?。杭纯捎娩X鹽與可溶性弱堿氨水反應(yīng)，又可用向四羥基合鋁酸鹽溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3：Al3+3NH3·H2OAl(OH)33NH4+； 2Al(OH)4CO22Al(OH)3CO32H2O。說(shuō)明：一般不用強(qiáng)酸，因?yàn)閺?qiáng)酸的量控制不當(dāng)會(huì)使制得的Al(OH)3溶解： Al(OH)4H+Al(OH)3H2O；Al(OH)33H+Al3+3H2O（3）氧化銅氧化銅有金屬氧化物的性質(zhì)： CuO2HClCuCl2H2O 氧化銅具有弱氧化性，可與某些還原劑反應(yīng)。氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應(yīng)： 4CuO 2Cu2OO2三、復(fù)合材料1、定義：將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而成的材料稱為復(fù)合材料。2、組成：復(fù)合材料由兩部分組成，一部分稱為基體，在復(fù)合材料中起黏結(jié)作用；另一部分稱為增強(qiáng)體，在復(fù)合材料中起骨架作用。3、分類(lèi)：按基體分類(lèi)，可分為樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料。按增強(qiáng)體分，可分為顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層增強(qiáng)復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。4、優(yōu)點(diǎn)：材料復(fù)合后，既保持了原有材料的特點(diǎn)，又使各組分之間協(xié)同作用，形成了優(yōu)于原材料的特性。又可以充分利用能源、節(jié)約能源。5、常見(jiàn)的復(fù)合材料：如玻璃鋼、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、航空、航天領(lǐng)域中的復(fù)合材料等。 本章專(zhuān)題探究 兩步反應(yīng)到現(xiàn)在為止，必修1的內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束，從整個(gè)高中化學(xué)來(lái)看，無(wú)機(jī)元素化合物的知識(shí)已經(jīng)基本完成。在這期間，我們學(xué)習(xí)了大量的化學(xué)反應(yīng)。其中，有部分反應(yīng)與“量”有關(guān)，即加入少量的試劑與加入過(guò)量的試劑時(shí)得到的產(chǎn)物不同。如在四羥基合鋁酸鈉溶液中加入少量的鹽酸，可生成氫氧化鋁沉淀，但如果加入過(guò)量的鹽酸，則生成鋁離子：Al(OH)4H+Al(OH)3H2O；Al(OH)33H+Al3+3H2O。由于反應(yīng)分兩步進(jìn)行，因此，該類(lèi)反應(yīng)被稱為“兩步反應(yīng)”。由于這類(lèi)反應(yīng)特別能體現(xiàn)同學(xué)們對(duì)知識(shí)的理解情況，以及對(duì)考試大綱的“分類(lèi)討論”的思想。所以，以這類(lèi)化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的多種題型，如無(wú)試劑鑒別問(wèn)題、離子方程式判斷正誤問(wèn)題、離子共存問(wèn)題、討論型計(jì)算題等。例題在50 mL b mol·L1 AlCl3溶液中加入50 mL a mol·L1的NaOH溶液。試問(wèn)：（1）當(dāng)a3b時(shí)生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是_（2）當(dāng)a、b滿足什么條件時(shí)，無(wú)沉淀生成？（3）當(dāng)a、b滿足什么條件時(shí)，先有沉淀生成后沉淀部分溶解？研析：AlCl3與NaOH間存在下列兩種反應(yīng)：AlCl33NaOHAl(OH)33NaClAlCl34NaOHNaAl(OH)43NaCl（1）a3b時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)，NaOH不足或恰好完全反應(yīng)。nAl(OH)31/3n(NaOH)1/3×0.050 L×a mol·L1a mol（2）當(dāng)只有反應(yīng)發(fā)生時(shí)，無(wú)沉淀生成，此時(shí)AlCl3不足或恰好完全反應(yīng)。n(NaOH)4n(AlCl3)50 mL×a mol·L14×50 mL×b mol·L1a4b（3）當(dāng)兩反應(yīng)都發(fā)生時(shí)，先有沉淀生成，后沉淀部分溶解。此時(shí)，a、b關(guān)系介于以上兩種情況之間。即：3b<a<4b答案：（1） a mol （2）a4b （3）3b<a<4b現(xiàn)在，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)的常見(jiàn)的兩步反應(yīng)有： SO2NaOHNaHSO3；SO22NaOHNa2SO3H2O CO2NaOHNaHCO3；CO22NaOHNa2CO3H2O H2SNaOHNaHS；H2S2NaOHNa2SH2O 2H2SO2 2S2H2O；2H2S3O2 2SO22H2O CO2CO2；2CO22CO FeOCFeCO；2FeOC2FeCO2 CuOCCuCO；2CuOC2CuCO2 2Al(OH)4CO22Al(OH)3CO32H2O；Al(OH)4CO2Al(OH)3HCO3 AlCl33NaOHAl(OH)33NaCl；AlCl34NaOHNaAlO23NaCl2H2O Al(OH)4H+Al(OH)3H2O；Al(OH)44 H+Al3+4H2O綜合能力探究演練（時(shí)間60分鐘，滿分100分）一、選擇題（45分）1金屬中導(dǎo)電性能最強(qiáng)的是A銅 B銀 C鋁 D鐵1研析：金屬的導(dǎo)電性由強(qiáng)到弱依次為銀、銅、鋁、鐵。答案：B。2鋁熱劑中鋁的作用是A催化劑 B氧化劑 C還原劑 D填充劑2研析：鋁是一種金屬，在反應(yīng)中化合價(jià)升高，作為還原劑來(lái)參加反應(yīng)，鋁是常見(jiàn)的還原劑。答案：C。3下列物質(zhì)中，不屬于合金的是A黃銅 B水銀 C鋼鐵 D硬鋁3研析：水銀就是汞單質(zhì)，而合金中含有幾種元素，如鋼鐵是鐵的碳合金。答案：B。4下列物質(zhì)中，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料的是A鋼化玻璃 B碳化硼玻璃C光導(dǎo)纖維 D硼酸鹽玻璃4研析：新型無(wú)機(jī)高分子材料的品種較多：如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維等，其中如氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等屬于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。答案：B、C。5過(guò)量的泥沙、純堿、生石灰熔化后生成：水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一種硅酸鹽產(chǎn)品A和 B和C D5研析：水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3，其生產(chǎn)原料為粘土、石灰石。陶瓷屬于硅酸鹽產(chǎn)品，其主要原料是粘土?；炷潦撬?、碎石和砂子的混合物。泥沙的主要成分是SiO2，與純堿（Na2CO3）、生石灰（CaO）熔化后發(fā)生如下反應(yīng)：SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2；SiO2CaOCaSiO3而Na2SiO3、CaSiO3與SiO2的熔合物即玻璃，且玻璃是一種硅酸鹽產(chǎn)品。答案：B。6鎂、鋁、銅三種金屬粉末混合物，加入過(guò)量鹽酸充分反應(yīng)，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入過(guò)量燒堿溶液，再過(guò)濾，濾液中存在的離子有AAl (OH)4 BCu2+ CAl3+ DMg2+6研析：審題是關(guān)鍵, 此題問(wèn)的經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)后，濾液中存在的離子，對(duì)本題反應(yīng)過(guò)程應(yīng)有清楚的分析：混合物中加入過(guò)量鹽酸充分反應(yīng)后，濾液中含有Mg2+、Al3+、H+；銅不溶解。在濾液中加入過(guò)量燒堿溶液后，濾液中含Al (OH)4，沉淀為氫氧化鎂。答案：A。7某溶液中有Cu2+、NH4+、Fe2+和Al3+四種離子，若向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，微熱并攪拌，再加入過(guò)量鹽酸，溶液中大量減少的陽(yáng)離子是ACu2+ BNH4+ CFe2+ DAl3+7研析：溶液中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液后，四種離子分別轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀、一水合氨、氫氧化亞鐵沉淀、四羥基合鋁酸鈉。微熱并攪拌后，氫氧化銅沉淀、四羥基合鋁酸鈉無(wú)變化，而一水合氨部分分解并揮發(fā)出氨氣，氫氧化亞鐵沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀。再加入過(guò)量鹽酸后，NH4+、Fe2+大量減少。答案：B、C。8下列反應(yīng)的離子方程式正確的是A石英與燒堿溶液共熱：SiO22OHSiO32H2OB在氯化鋁溶液中滴加過(guò)量的氨水：Al34 OHAl (OH)4C在氫氧化鈉溶液中通入過(guò)量的CO2：2OHCO2CO32H2OD在稀鹽酸中滴加過(guò)量的硅酸鈉溶液：SiO322HH2OH4SiO48研析：A體現(xiàn)出SiO2酸性氧化物的性質(zhì)，D為強(qiáng)酸制弱酸，二者都是正確的。B項(xiàng)有兩個(gè)錯(cuò)誤：氨水是弱堿，不能拆開(kāi)寫(xiě)；因?yàn)闅溲趸X不溶于氨水，因此，無(wú)論氨水過(guò)量與否，都生成氫氧化鋁，不能生成Al (OH)4。C項(xiàng)應(yīng)該生成碳酸氫根離子，而不是CO32。答案：A、D。9常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的一組物質(zhì)是 硅與NaOH溶液 硅與鹽酸 硅與氫氟酸 二氧化硅與碳酸鈉 二氧化硅NaOH溶液 二氧化硅與濃硝酸A B C D9研析：硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下除了與氟氣、氫氟酸、和強(qiáng)堿外，它不易與其他物質(zhì)如氫氣、氧氣、氯氣等反應(yīng)。答案：D。10有一根粗鋁條含鐵和硅兩種雜質(zhì)。取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的H2，則該粗鋁中鐵和硅的關(guān)系正確的是物質(zhì)的量之比為21 物質(zhì)的量之比為31 質(zhì)量之比為21 質(zhì)量之比為41A B C D只有10研析：鋁與稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液都反應(yīng)并放出等量的氫氣，由此不難推出，硅與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出的氫氣與鐵與稀鹽酸反應(yīng)放出的氫氣相等。根據(jù)關(guān)系式Si2H2；FeH2得：鐵和硅的物質(zhì)的量之比為21，質(zhì)量之比為41。答案：C。11高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是A7，2 B5，4 C6，3 D3，611研析：根據(jù)總的化合價(jià)為零，有： 2×（3）2×（4）x×（2）y×（1）0，化簡(jiǎn)得：2xy14，將選項(xiàng)代入求解，只有B選項(xiàng)適合。答案：B。12飛機(jī)，火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈的殼體，尾翼中的復(fù)合材料是A金屬基復(fù)合材料 B樹(shù)脂基復(fù)合材料 C絕緣基復(fù)合材料 D智能復(fù)合材料12研析：飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈的殼體、尾翼中的復(fù)合材料大多以纖維為增強(qiáng)體、金屬為基體的復(fù)合材料。作為增強(qiáng)體的纖維是碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維和氧化鋁纖維等耐熱性好的纖維，作為基體的金屬用得較多的是鋁、鎂、鈦等密度小的輕金屬。這類(lèi)材料的特點(diǎn)是耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，不吸濕，不易老化。答案：A。13下列復(fù)合材料對(duì)應(yīng)的性能正確的是序號(hào)復(fù)合材料可能的性能A金屬；C強(qiáng)度高，抗沖擊，絕緣性好，耐熱溫度低于300B陶瓷；SiO2耐1600以上高溫，強(qiáng)度高，密度小C合成樹(shù)脂；SiO2、Al2O3、MgO耐酸堿，化學(xué)穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，密度小，韌性好D合成樹(shù)脂；C耐高溫，強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱性好13研析：金屬與C的復(fù)合材料具有耐高溫，強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱性好的特點(diǎn)；陶瓷與SiO2的復(fù)合材料具有耐1600以上高溫，強(qiáng)度高，密度小的特點(diǎn)；合成樹(shù)脂與SiO2、Al2O3、MgO的復(fù)合材料具有強(qiáng)度高，抗沖擊，絕緣性好，耐熱溫度低于300的特點(diǎn)；合成樹(shù)脂與C的復(fù)合材料具有耐酸堿，化學(xué)穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，密度小，韌性好的特點(diǎn)。答案：B。14工業(yè)上，常用Mg還原法制取金屬Ti，反應(yīng)原理如下：2MgTiCl42MgCl2Ti。下列說(shuō)法正確的是：該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)；該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)；該反應(yīng)表明Mg比Ti活潑；Ti被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，在航天工業(yè)上有廣泛用途。A只有 B只有 C只有 D全部14研析：在置換反應(yīng)中通常為活潑的金屬在一定條件下能將不活潑的金屬置換出來(lái)，在氧化還原反應(yīng)中的規(guī)律為還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物，因此，都是正確的。至于則屬于常識(shí)性問(wèn)題：金屬Ti的機(jī)械強(qiáng)度高、密度小、抗蝕力強(qiáng)，被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，也是正確的。答案：D。15將物質(zhì)X逐漸加入Y溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量n2與所加X(jué)的物質(zhì)的量n1的關(guān)系如圖41所示符合圖所示情況的是 ABCDXNaOHAlCl3HClNaAl (OH)4YAlCl3NaOHNaAl (OH)4HCl15研析：A隨著NaOH溶液的加入先后發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：Al33OHAl(OH)3(沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值)；Al(OH)3OHAl (OH)4（沉淀物質(zhì)的量由最大值降為0）。兩個(gè)反應(yīng)中消耗的NaOH物質(zhì)的量之比為31，與題圖不符。B隨著AlCl3溶液的加入先后發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：Al34OHAl (OH)4（不產(chǎn)生沉淀）；Al33Al (OH)44Al(OH)3（沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值）。兩個(gè)反應(yīng)中消耗AlCl3物質(zhì)的量之比為31，與題圖也不符。C隨著鹽酸的加入先后發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：HAl (OH)4Al(OH)3H2O （沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值）；3HAl(OH)3Al33H2O(沉淀物質(zhì)的量由最大值降為0)兩個(gè)反應(yīng)中消耗鹽酸物質(zhì)的量之比為13，符合題圖。D隨著NaAl (OH)4溶液的加入先發(fā)生以下反應(yīng)：Al (OH)44HAl34H2O（不產(chǎn)生沉淀）；待鹽酸耗盡發(fā)生Al33Al (OH)44Al(OH)3的反應(yīng)（沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值）。兩個(gè)反應(yīng)消耗NaAl (OH)4物質(zhì)的量之比為13，與題圖也不符。答案：C。二、非選擇題（55分）16（10分）（1）有下列AF六種試劑，它們的性質(zhì)不同，選用的試劑瓶也不相同，請(qǐng)指出它們分別選用什么樣的試劑瓶。A二氧化硅 B硝酸銀晶體 C氯水 D氫氟酸 E濃H2SO4 FNaOH溶液（2）下列反應(yīng)中，SiO2表現(xiàn)什么化學(xué)性質(zhì)？SiO22NaOHNa2SiO3H2O；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2SiO22CSi(粗)2CO；SiO24HFSiF42H2O16研析：（1）一般，選擇試劑瓶的原則為：固體放在廣口瓶中，液體放在細(xì)口瓶中，見(jiàn)光易分解或變質(zhì)的放在棕色瓶中，堿性溶液放在橡皮塞試劑瓶中，強(qiáng)氧化性物質(zhì)放在玻璃塞試劑瓶中，氫氟酸由于與玻璃中的SiO2反應(yīng)而不能放在玻璃瓶中。（2）SiO2是一種高熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的酸性氧化物、除具有酸性氧化物的通性、弱氧化性外，還具有一些特性。答案：（1）A廣口瓶 B棕色廣口瓶 C棕色磨砂玻璃塞細(xì)口瓶 D細(xì)口塑料瓶 E磨砂玻璃塞細(xì)口瓶 F橡皮塞細(xì)口瓶 （2）酸性氧化物的通性；將揮發(fā)性酸酐從其鹽酸中代換出來(lái)；弱氧化性；作為玻璃的成分被分解而使玻璃能雕刻。17（8分）某無(wú)色透明溶液跟金屬鋁反應(yīng)放出H2。試判斷下列離子：Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO42、SO32、HCO3、OH、NO3，在下列兩種情況下何者能存在于溶液中。（1）當(dāng)生成Al3時(shí)，可能大量存在 。（2）當(dāng)生成Al (OH)4時(shí)，可能存在 。17研析：因溶液無(wú)色首先排除Cu2的存在。與Al反應(yīng)放出H2的溶液，可能是強(qiáng)酸性溶液，也可能是強(qiáng)堿性溶液。Al與強(qiáng)酸或堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al6H2Al33H2； 2Al2OH6H2OAl (OH)43H2（1）生成Al3時(shí)，溶液為強(qiáng)酸性溶液，溶液中存在大量H，則弱酸根(SO32、HCO3)和OH不能共存，NO3也不存在，否則Al與稀HNO3反應(yīng)不產(chǎn)生H2；這樣，陰離子只剩SO42，SO42一定存在；溶液中有SO42，則Ba2和Ag不能大量存在；Mg2可能大量存在（2）當(dāng)生成Al (OH)4時(shí)，溶液為強(qiáng)堿溶液，一定存在大量OH，有OH則無(wú)Mg2、H、Ag和HCO3；這樣，陽(yáng)離子只剩Ba2，有Ba2則無(wú)SO32、SO42,NO3可能存在。答案：（1）H、Mg2、SO42 （2）OH、Ba2、NO318（8分）某科研小組，用含有少量的CaO和Fe2O3的高嶺土（主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O）來(lái)研制新型凈水劑，其實(shí)驗(yàn)方案如下：將土樣和純堿混合均勻，加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊，過(guò)濾棄去殘?jiān)?，濾液用鹽酸酸化，經(jīng)過(guò)濾，分別得到沉淀和溶液，溶液即是凈水劑。（1）土樣和純堿混合均勻，加熱熔融時(shí)，土樣中的主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ；Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2。（提示：NaAlO2易溶于水并轉(zhuǎn)化為NaAl (OH)4）（2）最后得到的沉淀物是 ，生成沉淀的離子方程式為 。（3）實(shí)驗(yàn)室中常備的坩堝有瓷坩堝，氧化鋁坩堝和鐵坩堝，本實(shí)驗(yàn)熔融土樣時(shí)應(yīng)選用 坩堝。18研析：這是一道信息給予題，根據(jù)題示情境分析：（1）高嶺土熔化時(shí)，其成分中的SiO2和Al2O3與Na2CO3反應(yīng)生成Na2SiO3和NaAlO2。（2）熔塊加水使Na2SiO3和NaAlO2溶解與其他雜質(zhì)分離，在過(guò)濾后的濾液中加入鹽酸則使Na2SiO3、NaAl (OH)4分別與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)，生成H4SiO4沉淀和AlCl3溶液，過(guò)濾得濾液即為凈水劑。（3）因?yàn)榇邵釄逯泻蠸iO2，氧化鋁坩堝主要成分是Al2O3，它們都能與Na2CO3在高溫下發(fā)生反應(yīng)，故熔融樣品時(shí)只能用鐵坩堝。答案：（1）SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2（2）H4SiO4；2HSiO32H2OH4SiO4（3）鐵19（12分）在半導(dǎo)體工業(yè)中，有一道工序叫燒氫。燒氫的工藝流程如下圖所示。工作時(shí)，是將石英管D出口處氫氣點(diǎn)燃。半導(dǎo)體硅片、焊片和金屬零件從石英管口送入加熱區(qū)，在氫氣還原氣氛中加熱使焊片熔化，將單晶硅與金屬零件焊接在一起。焊接后再將零件拉至冷卻區(qū)，冷卻后取出。燒氫工藝中的氫氣純度要求極高，工業(yè)氫氣雖含量達(dá)99.9%，但仍含有極微量的水蒸氣和氧氣，所以點(diǎn)燃?xì)錃馇皯?yīng)檢驗(yàn)氫氣的純度。試回答下列問(wèn)題：（1）裝置B的作用是 ；B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（2）裝置C中的物質(zhì)是 ；C的作用是 。（3）點(diǎn)燃?xì)錃馇皩(帶導(dǎo)管膠塞)接在D出口處，目的是 。（4）裝置A是安全瓶，可以防止氫氣燃燒回火，引起爆炸，其中填充大量純銅屑的作用是 。19答案：（1）除去氧氣；2Cu+O2 2CuO；CuO+H2 Cu+H2O。（2）無(wú)水CaCl2（或堿石灰）；吸收水蒸氣。（3）檢驗(yàn)氫氣純度。（4）大量的銅屑可以吸收熱量，降低溫度。20（8分）某混合物A含有KAl (SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)之間的變化：據(jù)此判斷：（1）固體E所含物質(zhì)的化學(xué)式為 。（2）反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。（3）反應(yīng)的離子方程式為 。（4）反應(yīng)的離子方程式為 。20答案：（1）K2SO4、(NH4)2SO4 （2）2AlFe2O32FeAl2O3（3）Al2O32OH3H2O2Al(OH)4 （4）Al3+3NH3·H2OAl(OH)33NH4+21（9分）有一鋁粉和Fe3O4粉末組成的鋁熱劑，在隔絕空氣的條件下加熱使之充分反應(yīng)。將反應(yīng)后所得混合物研細(xì)，并分成均勻的兩等份，在一份中加足量的氫氧化鈉溶液，另一份中加入足量的鹽酸，反應(yīng)后，前者消耗m mol NaOH，放出氣體0.336 L；后者消耗n mol HCl，放出氣體V L，若將等質(zhì)量的鋁熱劑直接與足量稀硫酸作用，可得3.36 L氣體（上述氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。試求鋁熱劑中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。21研析：（1）鋁熱劑直接與H2SO4作用時(shí)產(chǎn)生氣體的反應(yīng)如下：2Al 3 H2SO4 Al2(SO4)3 3 H254.0 g 67.2 Lm(Al) 3.36 L列式可解得：m(Al)2.70 g鋁熱反應(yīng)后的混合物遇NaOH能放出H2，表明鋁熱反應(yīng)Al剩余，則：2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al(HO)4 3 H254.0 g 67.2 Lm(Al) 0.336 L列式可求得：m余(Al)0.540 g鋁熱劑中Fe3O4的質(zhì)量可求：3 Fe3O4 8 Al 4 Al2O3 9 Fe696 g 216 gm(Fe3O4) 2.70g0.540g列式可求得：m(Fe3O4)6.96 g則：w(Al)×100%28.0%答案：28.0%本章答案解析與研讀教材章末習(xí)題（P128）1研析：A項(xiàng)電荷數(shù)與氫原子數(shù)都沒(méi)有配平；C項(xiàng)的電荷數(shù)沒(méi)有配平；D項(xiàng)電荷數(shù)與氫、氧原子數(shù)都沒(méi)有配平。答案：B2研析：石墨是易導(dǎo)電的物質(zhì)。答案：C 3研析：本題可逐項(xiàng)排除法。根據(jù)，不能排除任何選項(xiàng)；根據(jù)，可排除D項(xiàng)；根據(jù)，可排除B項(xiàng)；根據(jù)，可進(jìn)一步排除A，因?yàn)殒V不能在冷濃硫酸中鈍化。答案：C4A、C、E是金屬單質(zhì)，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)電性好且延展性好。B、D是非金屬單質(zhì)，因?yàn)樗鼈內(nèi)埸c(diǎn)很低且不導(dǎo)電。5 特征 主要用途鎢絲能承受高溫，但一受熱就會(huì)發(fā)光 制造晶體管、集成電路鈦制品非常輕，但非常堅(jiān)固，不易變形 制造太空飛船和人造衛(wèi)星的部件錫無(wú)毒，抗腐蝕能力又高 制造燈絲硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間 制造罐頭盒6 （1）罐內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w與NaOH溶液反應(yīng)后，使罐內(nèi)氣壓明顯降低，在大氣壓的作用下，罐壁凹而癟。CO22NaOHNa2CO3H2O（2）過(guò)一段時(shí)間后，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成了氫氣，罐內(nèi)氣壓由小變大，癟了的罐壁又重新鼓起。2Al2NaOH6H2O2NaAl(OH)43H27研析：在第（3）題中，配制無(wú)機(jī)銅殺菌劑波爾多液。已知幾種成分的質(zhì)量比，則它們的物質(zhì)的量之比為： n（CuSO4·5H2O）n（CaO）1/2500.56/5625。答案：（1）2CuO22H2SO42CuSO42H2O；（2）×250 g·mol13.75 kg；（3）258青銅是銅和錫的合金，它的機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、極耐磨。將銅制成合金，可以保持甚至強(qiáng)化單一金屬的長(zhǎng)處，克服其不足，使得合金的性能一般優(yōu)于純金屬，如強(qiáng)度、硬度比單一金屬大，抗腐蝕能力一般比單一金屬?gòu)?qiáng)。9（1）鈦因其表面容易形成致密的氧化物保護(hù)膜使它不易跟其他物質(zhì)反應(yīng)，而具有一定的抗腐蝕能力，而且其密度小，還是一種“親生物金屬”。（2）C10略。11普通玻璃普通鋼玻璃鋼主要組成元素或物質(zhì)Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Fe、C、Mn、Si等玻璃纖維和合成樹(shù)脂材料類(lèi)別傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料金屬材料或合金復(fù)合材料性質(zhì)特點(diǎn)無(wú)固定熔點(diǎn)、易軟化、易破碎堅(jiān)硬、有韌性、有彈性重量輕、強(qiáng)度高、耐水、耐磨、耐腐蝕、產(chǎn)品美觀用途建筑材料、制化學(xué)儀器、窗玻璃、玻璃器皿等制鋼軌、鋼絲、機(jī)器零件、刀具、建筑工業(yè)、化工生產(chǎn)、醫(yī)療器械制造生產(chǎn)游樂(lè)車(chē)、運(yùn)輸罐、餐桌、船體、汽車(chē)車(chē)身、印刷電路板、排水管道12略。