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2019-2020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.doc

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2019-2020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.doc

2019-2020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章末知識回顧硅的性質(zhì) 二氧化硅的性質(zhì) 無機非金屬材料 元素與材料世界 硅 無機非金屬材料 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 硅酸鹽與無機非金屬材料 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、航天中常見的復(fù)合材料 鋁及其化合物 金、銀、銅 認(rèn)識復(fù)合材料 形形色色的復(fù)合材料 結(jié)構(gòu)圖表知識歸納一、無機非金屬材料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,熔點很高(1410),是良好的半導(dǎo)體材料。硅可用來制造集成電路,太陽能電池,硅整流器等。硅合金可用來制造變壓器鐵芯,耐酸設(shè)備等。(2)化學(xué)性質(zhì)相對穩(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和強堿反應(yīng)。例如:Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2;Si + 2F2 SiF4;Si + 4HF SiF4+ 2H2。在加熱時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色,熔點高,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,二氧化硅中的硅可以被碳置換出來。(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,簡稱“光纖”,就是一種能利用光的全反射作用來傳導(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。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(3CaOSiO2),硅酸二鈣(2CaOSiO2)和鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)等。(2)水泥的特點是水泥具有水硬性,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),這就是通常所說的鋼筋混凝土。6、新型無機非金屬材料:如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。二、無機金屬材料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。點燃時,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),無氫氣生成: Al4HNO3 (稀)Al(NO3)3NO2H2O(注意:Al遇冷的濃硫酸、濃硝酸會鈍化,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,相對而言,其活潑程度依次增強。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氧化性酸中。相對而言,銅最活潑,如:在加熱或點燃條件下可與氧氣、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)、有機合成、能源開發(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)。一般來說,合金的性能優(yōu)于純金屬,合金的熔點比它的各成分金屬熔點都低,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、強度高、塑性好、易于成形、制造工藝簡單、成本低廉等特點,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),既與強酸反應(yīng)也與強堿反應(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+3NH3H2OAl(OH)33NH4+; 2Al(OH)4CO22Al(OH)3CO32H2O。說明:一般不用強酸,因為強酸的量控制不當(dāng)會使制得的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;另一部分稱為增強體,在復(fù)合材料中起骨架作用。3、分類:按基體分類,可分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料。按增強體分,可分為顆粒增強復(fù)合材料、夾層增強復(fù)合材料和纖維增強復(fù)合材料。4、優(yōu)點:材料復(fù)合后,既保持了原有材料的特點,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、常見的復(fù)合材料:如玻璃鋼、碳纖維增強復(fù)合材料、航空、航天領(lǐng)域中的復(fù)合材料等。 本章專題探究 兩步反應(yīng)到現(xiàn)在為止,必修1的內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束,從整個高中化學(xué)來看,無機元素化合物的知識已經(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量的試劑時得到的產(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,該類反應(yīng)被稱為“兩步反應(yīng)”。由于這類反應(yīng)特別能體現(xiàn)同學(xué)們對知識的理解情況,以及對考試大綱的“分類討論”的思想。所以,以這類化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的多種題型,如無試劑鑒別問題、離子方程式判斷正誤問題、離子共存問題、討論型計算題等。例題在50 mL b molL1 AlCl3溶液中加入50 mL a molL1的NaOH溶液。試問:(1)當(dāng)a3b時生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是_(2)當(dāng)a、b滿足什么條件時,無沉淀生成?(3)當(dāng)a、b滿足什么條件時,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,只發(fā)生反應(yīng),NaOH不足或恰好完全反應(yīng)。nAl(OH)31/3n(NaOH)1/30.050 La molL1a mol(2)當(dāng)只有反應(yīng)發(fā)生時,無沉淀生成,此時AlCl3不足或恰好完全反應(yīng)。n(NaOH)4n(AlCl3)50 mLa molL1450 mLb molL1a4b(3)當(dāng)兩反應(yīng)都發(fā)生時,先有沉淀生成,后沉淀部分溶解。此時,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)過的常見的兩步反應(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)電性能最強的是A銅 B銀 C鋁 D鐵1研析:金屬的導(dǎo)電性由強到弱依次為銀、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)中化合價升高,作為還原劑來參加反應(yīng),鋁是常見的還原劑。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,屬于新型無機非金屬材料的是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:新型無機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2CaOSiO2、3CaOSiO2和3CaOAl2O3,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,加入過量鹽酸充分反應(yīng),過濾后向濾液中加入過量燒堿溶液,再過濾,濾液中存在的離子有AAl (OH)4 BCu2+ CAl3+ DMg2+6研析:審題是關(guān)鍵, 此題問的經(jīng)過一系列反應(yīng)后,濾液中存在的離子,對本題反應(yīng)過程應(yīng)有清楚的分析:混合物中加入過量鹽酸充分反應(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,若向其中加入過量的氫氧化鈉溶液,微熱并攪拌,再加入過量鹽酸,溶液中大量減少的陽離子是ACu2+ BNH4+ CFe2+ DAl3+7研析:溶液中加入過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量的氨水:Al34 OHAl (OH)4C在氫氧化鈉溶液中通入過量的CO2:2OHCO2CO32H2OD在稀鹽酸中滴加過量的硅酸鈉溶液:SiO322HH2OH4SiO48研析:A體現(xiàn)出SiO2酸性氧化物的性質(zhì),D為強酸制弱酸,二者都是正確的。B項有兩個錯誤:氨水是弱堿,不能拆開寫;因為氫氧化鋁不溶于氨水,因此,無論氨水過量與否,都生成氫氧化鋁,不能生成Al (OH)4。C項應(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)總的化合價為零,有: 2(3)2(4)x(2)y(1)0,化簡得:2xy14,將選項代入求解,只有B選項適合。答案:B。12飛機,火箭的機翼和機身以及導(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、火箭的機翼和機身以及導(dǎo)彈的殼體、尾翼中的復(fù)合材料大多以纖維為增強體、金屬為基體的復(fù)合材料。作為增強體的纖維是碳纖維、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。這類材料的特點是耐高溫、強度高、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)合材料對應(yīng)的性能正確的是序號復(fù)合材料可能的性能A金屬;C強度高,抗沖擊,絕緣性好,耐熱溫度低于300B陶瓷;SiO2耐1600以上高溫,強度高,密度小C合成樹脂;SiO2、Al2O3、MgO耐酸堿,化學(xué)穩(wěn)定性好,強度高,密度小,韌性好D合成樹脂;C耐高溫,強度高,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,強度高,導(dǎo)電性好,導(dǎo)熱性好的特點;陶瓷與SiO2的復(fù)合材料具有耐1600以上高溫,強度高,密度小的特點;合成樹脂與SiO2、Al2O3、MgO的復(fù)合材料具有強度高,抗沖擊,絕緣性好,耐熱溫度低于300的特點;合成樹脂與C的復(fù)合材料具有耐酸堿,化學(xué)穩(wěn)定性好,強度高,密度小,韌性好的特點。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,在氧化還原反應(yīng)中的規(guī)律為還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物,因此,都是正確的。至于則屬于常識性問題:金屬Ti的機械強度高、密度小、抗蝕力強,被譽為“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、沸點的酸性氧化物、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;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,可能大量存在 。(2)當(dāng)生成Al (OH)4時,可能存在 。17研析:因溶液無色首先排除Cu2的存在。與Al反應(yīng)放出H2的溶液,可能是強酸性溶液,也可能是強堿性溶液。Al與強酸或堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al6H2Al33H2; 2Al2OH6H2OAl (OH)43H2(1)生成Al3時,溶液為強酸性溶液,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,溶液為強堿溶液,一定存在大量OH,有OH則無Mg2、H、Ag和HCO3;這樣,陽離子只剩Ba2,有Ba2則無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:Al2O32SiO22H2O)來研制新型凈水劑,其實驗方案如下:將土樣和純堿混合均勻,加熱熔融,冷卻后用水浸取熔塊,過濾棄去殘渣,濾液用鹽酸酸化,經(jīng)過濾,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,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)實驗室中常備的坩堝有瓷坩堝,氧化鋁坩堝和鐵坩堝,本實驗熔融土樣時應(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,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,在過濾后的濾液中加入鹽酸則使Na2SiO3、NaAl (OH)4分別與過量的鹽酸反應(yīng),生成H4SiO4沉淀和AlCl3溶液,過濾得濾液即為凈水劑。(3)因為瓷坩堝中含有SiO2,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,是將石英管D出口處氫氣點燃。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,所以點燃?xì)錃馇皯?yīng)檢驗氫氣的純度。試回答下列問題:(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)無水CaCl2(或堿石灰);吸收水蒸氣。(3)檢驗氫氣純度。(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+3NH3H2OAl(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項電荷數(shù)與氫原子數(shù)都沒有配平;C項的電荷數(shù)沒有配平;D項電荷數(shù)與氫、氧原子數(shù)都沒有配平。答案:B2研析:石墨是易導(dǎo)電的物質(zhì)。答案:C 3研析:本題可逐項排除法。根據(jù),不能排除任何選項;根據(jù),可排除D項;根據(jù),可排除B項;根據(jù),可進(jìn)一步排除A,因為鎂不能在冷濃硫酸中鈍化。答案:C4A、C、E是金屬單質(zhì),因為它們導(dǎo)電性好且延展性好。B、D是非金屬單質(zhì),因為它們?nèi)埸c很低且不導(dǎo)電。5 特征 主要用途鎢絲能承受高溫,但一受熱就會發(fā)光 制造晶體管、集成電路鈦制品非常輕,但非常堅固,不易變形 制造太空飛船和人造衛(wèi)星的部件錫無毒,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)過一段時間后,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,配制無機銅殺菌劑波爾多液。已知幾種成分的質(zhì)量比,則它們的物質(zhì)的量之比為: n(CuSO45H2O)n(CaO)1/2500.56/5625。答案:(1)2CuO22H2SO42CuSO42H2O;(2)250 gmol13.75 kg;(3)258青銅是銅和錫的合金,它的機械強度高、耐腐蝕、極耐磨。將銅制成合金,可以保持甚至強化單一金屬的長處,克服其不足,使得合金的性能一般優(yōu)于純金屬,如強度、硬度比單一金屬大,抗腐蝕能力一般比單一金屬強。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脂材料類別傳統(tǒng)無機非金屬材料金屬材料或合金復(fù)合材料性質(zhì)特點無固定熔點、易軟化、易破碎堅硬、有韌性、有彈性重量輕、強度高、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)游樂車、運輸罐、餐桌、船體、汽車車身、印刷電路板、排水管道12略。

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