专题3导学及答案

专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 3 从矿物到基础 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 第一单元 从铝土矿到铝合金 江苏省邗江中学  刘金翠 学海导航： 化学研究和应用的一个重要目标就是开发和利用自然界中一切可能的物质资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质基础。本专题以自然界的一些矿物为例，介绍了如何利用化学变化实现物质间的转化，并介绍了这些产物在我们日常生活和社会发展中的重要作用。让我们从科学、技术和社会相互影响的角度，体会化学在综合利用自然资源中的作用。 学习方法：观察实验→对比归纳→深化认识→形成网络→提高能力。 1．氧化铝(Al2O3)：典型的两性氧化物，既能溶于强酸，又能溶于强碱 Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O    Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O     用途：（1）耐火材料(Al2O3熔点高)（2）冶炼金属铝    2．氢氧化铝Al(OH)3：典型的两性氢氧化物，既能溶于强酸，又能溶于强碱     Al(OH)3 + 3H+ ＝ Al3+ + 3H2O    Al(OH)3 + OH－＝ AlO2－+ 2H2O 　Al3+、AlO2－、Al(OH)3之间的关系可用下式表示   从铝土矿中提取铝的过程中的的化学方程式 灼烧 通电 ①Al2O3 + 2 NaOH = 2NaAlO2 + H2O      ② NaAlO2  + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + NaHCO3 ③ 2Al(OH)3 ===== Al2O3 + 3H2O      ④ 2Al2O3 ===== 4Al + 3O2↑ 3．硫酸铝钾 （1）明矾：化学式KAl(SO4)2·12H2O（十二水合硫酸铝钾），无色晶体，易溶于水。     （2）明矾净水原理：明矾溶于水发生水解反应，生成Al(OH)3胶体，吸附水中的杂质，使水澄清。 4．铝 　（1）铝在常温下能很快被氧化，形成致密的氧化膜，因而具有一定的抗腐蚀性。 　（2）跟酸的反应 非氧化性酸：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ 强氧化性酸：常温下铝遇浓硫酸或浓硝酸，会在铝表面生成致密的氧化膜而发生钝化。 高温 高温 　（3）跟碱的反应   铝能和强碱溶液反应。该反应可理解为铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐：   2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑　 Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O   简写为：2Al + 2H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2↑     （4）与氧化物的反应： 　铝热反应：2Al ＋ Fe2O3  ==== Al2O3 ＋ 2Fe　2Al ＋ Cr2O3 ==== Al2O3 ＋ 2Cr  特点： 放出大量热，使生成的金属呈液态。本质：铝从金属氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性。 应用：焊接钢轨和冶炼某些难熔金属（如V、Cr、Mn等）。 例题解析： 例1．（1）100 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液与60 mL 6 mol·L-1的KOH溶液混合后，生成沉淀的质量是_______g。   （2）若在200 mL 0.5 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中加入2 mol·L-1的NaOH溶液，可得到7.8 g Al(OH)3沉淀，则NaOH溶液的体积为_________mL。   解：（1）n(Al3+)=0.1 L × 1 mol·L-1=0.1 mol  n(OH-)=0.06 L × 6 mol·L-1=0.36 mol   Al3+　 ~　 3OH-　 ~　 Al(OH)3   　Al(OH)3　 ~　 OH-　 ~　 AlO2-   1    　 3    　1      1      1   0.1    0.3  　0.1 (生成)      0.06  　0.36-0.3   (继续溶解)　∴n(Al(OH)3)=0.1 mol－0.06 mol=0.04 mol   ∴mAl(OH)3=78 g/mol × 0.04 mol=3.12g   （2）n(Al(OH)3)= =0.1mol   n(Al3+)=0.2L×0.5mol/L×2=0.2mol   画出NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中生成沉淀的图像。   ∵Al3++3OH-=Al(OH)3↓  Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O   ∴当NaOH溶液刚滴入Al2(SO4)3中，立即生成沉淀，n(OH-)=3n(Al3+)=0.6mol时，沉淀量最大，n(Al(OH)3)=0.2mol；随着NaOH溶液继续滴加，溶液中无Al3+，Al(OH)3与过量NaOH生成NaAlO2而溶解，当过量n(NaOH)=n(Al3+)时，Al(OH)3完全溶解。   由图可知：当n(Al(OH)3)=0.1 mol时，对应2个NaOH值。   a=0.3mol (NaOH不足)   VNaOH= = =0.15L=150mL　   b=0.7mol (NaOH过量)   VNaOH= =0.35L=350mL 例2． 向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，沉淀的物质的量随Ba(OH)2物质的量的变化曲线图（如图），请指出A、B两点的意义 ，OA与AB段发生反应的离子方程式。 解析：本题要求能够在熟练掌握Al3＋与OH―反应的基础上，充分对化学反应的本质有清楚的认识。明矾KAl(SO4)2·12H2O在水溶液中存在下面的电离方式：KAl(SO4)2=K＋+Al3＋+2SO42―，加入Ba(OH)2后，Ba2＋要和SO42―生成BaSO4沉淀，Al3＋要和OH―先生成沉淀Al(OH)3，随着Ba(OH)2的加入Al(OH)3又要和OH―生成AlO2―溶解，所以要全面考虑本题中所给的各离子之间的关系，在开始加入Ba(OH)2时BaSO4和Al(OH)3同时沉淀，当Al3＋全部沉淀时，Ba2＋还没有完全沉淀，而当Ba2＋全部沉淀时，Al3＋转变成了AlO2―。 答案： A点表示生成的全部Al(OH)3和部分BaSO4沉淀，B 点表示此时的沉淀全部为BaSO4。OA段的离子方程式为：Al3＋+3OH―=Al(OH)3↓  Ba2＋+SO42―=BaSO4↓，AB段的离子方程式为：Al(OH)3+OH―=AlO2―。 习题精练： 一．选择题 1．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1mol·L-1的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是 A、1︰2︰3    B、6︰3︰2  C、3︰1︰1    D、1︰1︰1 2. 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为 A．3:1      B．2:1    C．1:1      D．1:3 3．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硝酸      B．稀盐酸      C．硝酸铜    D．氢氧化钠 4．把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42－全部转化为BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是 A、Al3+   B、Al(OH)3    C、AlO2－  D、Al3+和Al(OH)3 5．铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是 A．不易生锈  B．导电性好  C．密度小  D．强度高 6．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5︰6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是 A  甲、乙中都是铝过量        B  甲中铝过量、乙中碱过量 C  甲中酸过量、乙中铝过量    D  甲中酸过量、乙中碱过量 7．某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为 [Al2(OH)nClm·yH2O]X ，式中m等于 A．3-n       B．6-n　   　 C．6+n 　    　D．3+n 8．铝热剂中铝的作用是 　A．催化剂         B．氧化剂        C．还原剂          D．填充剂 9．将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H2 2.8 L（ 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况），原混合物的质量可能是 A.2ｇ        B.4ｇ        C.8ｇ        D.10ｇ 10．甲、乙两烧杯中各盛放有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为 A.5.4g    B.3.6g    C.2.7g    D.1.8g 二．填空题 11．请写出下列反应的离子方程式 ①金属铝溶于盐酸中                                                                  。 ②铝片与氢氧化钠溶液反应                                                             。 ③氢氧化铝与足量盐酸反应                                                             。 ④氯化铝溶液中加入过量氨水                                                            。 12．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。 ⑴ 若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为b L。反应的化学方程式是_______________________________________________________________。样品中铝的质量是________________g。 ⑵ 若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：______________________________，氧化铁和铝的质量比是_______________。 ⑶ 待⑵中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与⑴中所得气体的体积比c: b=__________________ 13．铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3，写出实验室由铝土矿制取纯净Al2O3时需加入的试剂和反应方程式： (1)  加      过量，过滤除去        沉淀，方程式为                ，                      . (2)  加      过量，过滤除去            ，方程式为                ，                      . (3)  通入    过量，过滤得到            ，方程式为                      . (4)  煅烧            可以得到纯净的Al2O3，方程式为                            . 14．某混合物A，含有KAlSO42、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化： 据此判断： 1 固体B所含物质的化学式              。 2 固体E所含物质的化学式              。 3 反应①的离子方程式为                                      。 三． 计算题 一年级下册数学竖式计算题下载二年级余数竖式计算题 下载乘法计算题下载化工原理计算题下载三年级竖式计算题下载 15．向100 mL 0.2 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中加入85.7 mL 0.7 mol·L-1的NaOH溶液，求生成Al(OH)3沉淀的质量是多少? 16．用戳有很多小孔的铝箔包好一小块钠放入盛有水的水槽中，用排水法收集得标准状况下的氢气1.344 L，再向水槽内的无色透明溶液中逐滴加入0.5 mol·L-1 AlCl3溶液，至20 mL时开始出现沉淀，当加入40 mL时析出沉淀量达最大值。试求钠块质量和最多析出沉淀的物质的量。 第二单元 铁、铜的获取及应用 扬州市新华中学    王峰 学海导航： 本单元是在学生已有的一些有关铁和铜知识的基础上，结合氧化还原反应、离子反应、电化学腐蚀等知识进一步学习铁、铜及它们的一些重要化合物的化学性质。本节某些内容我们在以前的学习中可能已有所涉猎，但还应通过阅读教材、认真观察教师的演示实验，在增强感性认识的同时积极思考，运用前面学过的理论知识理解有关物质的性质，并对自己的结论进行验证。 铁、亚铁盐、铁盐之间的关系，是较为重要的“铁三角”关系。我们可在借助教材演示实验的帮助下理解该内容，并注意分析三者之间转换的条件。 本单元建议采用“复习 讨论 演示 归纳”的方法 1.炼铁 (1)反应原理：在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。 (2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气 (3)设备：高炉 点燃 高温 (4)生产过程 高温 ①还原剂的生成        C+O2 ===== CO2      CO2+C =====2CO 高温 高温 ②铁矿石还原成铁      Fe2O3+3CO ===== 2Fe+3CO2↑ ③除脉石、炉渣的形成  CaCO3 ===== CaO+CO2↑      SiO2+CaO ===== CaSiO3 2.铁的性质 (1)物理性质：银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。 (2)化学性质：铁是较活泼的金属，常显+2、+3价，且通常Fe3+比Fe2+稳定。 ①铁三角（见右图） ②Fe2+与Fe3+离子的检验； (1) 溶液是浅绿色 (2) Fe2+ 与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红 (3) 加NaOH溶液现象：白色沉淀 灰绿色 红褐色 (1) 与无色KSCN溶液作用显红色 Fe3+ (2) 溶液显黄色或棕黄色 (3) 加入NaOH溶液产生红褐色沉淀 3．铜的物理性质 铜是一种紫红色的金属，具有良好的导电导热性和延展性 4．铜的冶炼   (1) 高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)，得粗铜（99.5%～99.7%）；   (2) 电解精炼，得纯度较高的铜（99.95%～99.98%）。 5．金属的腐蚀 金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。 金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电流产生。电化学腐蚀实质：不纯金属或合金在电解质溶液中发生化学反应，过程有电流产生。 例题解析： 例1．在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是(    ) A.Cu2+            B.Fe3+            C.Fe2+            D.H+ 分析：解此题要掌握单质铁有还原性能和Cu2+、H+、Fe3+反应。另外，铁能被磁铁吸引是铁的一种重要物理性质。现在Fe单质有剩余则Cu2+、H+、Fe3+分别被还原为H2、Cu、Fe2+，故溶液中Fe2+最多，答案为C。 例2．将54.4 g铁和氧化铁的混合物，投入足量的稀H2SO4中，充分反应后收到4.48 L H2（标况），并测得溶液中既没有铁离子也没有固体残留。求原混合物中铁和氧化铁质量各为多少克？ 分析：将Fe 、Fe2O3 的混合物溶于H2SO4后，Fe 和Fe2O3分别生成FeSO4、H2和Fe2(SO4)3 ，这时Fe还可以和Fe3+反应,即铁和两种物质都发生了反应，而反应后无Fe3+和Fe，说明上述反应恰好将Fe3+和Fe完全转化为Fe2+。 答案：混合物中含铁22.4克，Fe2O3 32克，反应消耗H2SO4 0.8 mol。 例3．两种金属组成的混合物共20 g，与足量的盐酸充分反应后，共放出氢气1 g，则原混合物中的组成不可能的是                                A Zn和Mg        B Fe和Mg        C Zn和Fe        D Fe和Cu     解析：根据金属与盐酸反应的化学方程式可得如下关系式：     Mg ～ H2        Fe ～ H2        Zn ～ H2    Cu不与盐酸反应，     24    2        56    2          65    2     由上可知，与盐酸反应生成1 g氢气，Mg需12 g，Fe需28 g，Zn需325 g。若要使与盐酸反应生成1 g氢气，而混合金属为20 g，则要求混合金属中一种的质量应小于20 g如Mg，和另一个大于20 g（如Fe、Zn）或不生成氢气的铜组合才行。     答案：CD。 例4.铁氧体法是处理含铬有毒废水的常用方法.其原理是：用FeSO4把废水中Cr2O72-离子还原为Cr3+离子，并通过调节PH值，使生成物组成符合类似于Fe3O4（铁氧体）的复合氧化物Cr3+xFe3+2-xFe2+O4. 问：处理废水时，需加至少为废水中铬（用CrO3表示）的质量多少倍的固体FeSO4·7H2O？实际处理时可能怎样? 分析：本题是新信息与已有知识结合类型的能力性测试题，要求具有较强的观察能力及逻辑思维能力.Cr3+xFe3+2-xFe2+O4就是R3O4，即M2O3·FeO，其中M3+有一部分是Fe3+，另一部分是Cr3+. 那么Cr3+、Fe3+从哪里来?有何比例呢? 由题意知发生的反应式为： Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O 从反应不难看出n(Cr3+)∶n(Fe3+)=1∶3.要符合M2O3·FeO的组成，即n(M3+)∶n(Fe2+)=2∶1，当有4 mol M3+(1 mol Cr3+和3 mol Fe3+)时，应还需2 mol Fe2+，所以一共需要用5 mol FeSO4·7H2O. 故加入FeSO4·7H2O的质量为CrO3的倍数为： ==13.9 实际上用量可能要比理论值大，因为绿矾比较容易被氧化而变质. 习题精练： 一．选择题 1．某500mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol 铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）   A．0.4 mol·L-1    B．0.6 mol·L-1      C．0.8 mol·L-1        D．1.0 mol·L-1 2．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是(    ) A.1∶2∶1        B.2∶1∶1        C.1∶1∶1        D.2∶2∶5 3．某人设想利用①3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H2  ②Fe3O4+Cl2+6HCl3FeCl3+3H2O+O2  ③3FeCl33FeCl2+ Cl2这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是(    ) A.O2            B.Cl2        C.HCl            D.H2 4．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等．则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是（      ） A．2∶3      B．3∶2        C．1∶2        D．1∶1 5．已知某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合液100 mL中，各阳离子浓度相等，硫酸根离子总浓度是6 mol·L-1，此溶液中还可溶解的铁粉的质量为（  ） A．11.2g  B.16.8g  C.33.6g  D.5.6g 6．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL（标准状况）的气体。所得溶液中，加入KSCN溶液无血红色出现，那么若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁（  ） A.11.2g    B.5.6g    C.2.8g  D.无法确定 7．把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为 A. 52.4%          B. 70%          C.47.6%        D.30% 8．在含Fe3＋的溶液中加入铜粉与铁粉，充分反应发现溶液中Cu2＋存在，下列说法错误的是（    ） A．容器中已肯定无Fe粉存在 B．容器中肯定无Cu粉存在 C．溶液中Fe2＋比Cu2＋多 D．溶液中可能存在Fe3＋ 9．在加热情况下，用足量CO还原7 g铁的氧化物组成的混合物，产生气体全部通入足量石灰水中得到12.5 g沉淀，此混合物不可能为：   A、FeO、Fe2O3    B、FeO、Fe3O4    C、Fe2O3、Fe3O4    　 D、FeO、Fe2O3、Fe3O4 10．在FeCl3与CuCl2的混合溶液中加入过量的铁粉，反应完毕后，剩余固体的质量恰好与所加铁粉的质量相等，则原混合液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比为   Ａ．5∶2  Ｂ．４∶３  Ｃ．２∶７  Ｄ．７∶４ 二．填空题 11．在化学反应4CO＋RxOy4CO2＋3R中，x∶y＝3∶4，若R和CO的质量比为3∶2时，则R的相对原子质量是        ，RxOy的相对分子质量是        。 12．铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。 （1）写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式                                          ； （2）红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其反应式为                                                       ; 在常温下，铁跟水不起反应。但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 之一，油漆防腐蚀的主要原理是                                。 （3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用。                                                                           。 13．孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2（x、y为正整数且x≤2，y≤2） （1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4:1；石青则为3:1，请推算它们的化学组成。 孔雀石__________________________；石青__________________________； （2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO2 3.36 L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20 g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。 14．怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质，写出有关反应的离子方程式。 （1）铜粉中混有铁粉                                                        （2）铁粉中混有铝粉                                                        （3）FeCl2溶液中混有FeCl3                                                  （4）FeCl2溶液中混有CuCl2                                                  （5）FeCl3溶液中混有FeCl2                                                  三．计算题 15．某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96 g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33 g。另一份加入含0.001 mol KMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。     请回答以下问题：   (1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是        和          ，阴离子是        。   (2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。 第三单元 含硅矿物与信息材料 扬州市第一中学  耿志琴 学海导航： 本单元有较多与生产和生活实际相联系的内容以及新的科学技术知识，因此在学习硅和二氧化硅性质的同时，注意联系生产和生活中常见的物质和现象，了解与我们生活密切相关的硅酸盐产品，以及广泛应用于各领域的含硅材料。 本单元建议采用“阅读教材 查阅资料 讨论归纳”的学习方法 1．二氧化硅的化学性质 (1)酸性氧化物 高温 ：SiO2是酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐，但不溶于水。 SiO2＋CaO ====== CaSiO3 SiO2＋2NaOH = Na2SiO3 + H2O 高温 SiO2 ＋ 4HF === SiF4 ＋ 2H2O (2)弱氧化性    SiO2＋2C ====== Si + 2CO 2．二氧化硅的用途 (1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。 (2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。 (3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。 (4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。 3．硅酸钠  Na2SiO3固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠的液体，常作粘合剂、防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质，发生反应方程式为： Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O === H2SiO3 ＋ Na2CO3 4．硅酸盐 硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其表示方式：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。 如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2 可表示为3MgO·4SiO2·H2O 5．硅酸盐工业简介 以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称硅酸盐工业。主要包括陶瓷工业、水泥工业和玻璃工业，其反应包含复杂的物理、化学变化。 水泥的原料是黏土和石灰石，在水泥回转窑里高温煅烧后，再加入石膏，磨细。 玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，普通玻璃的大致成分为Na2O·CaO·6SiO2。 高温 6．硅的工业制法 高温 SiO2＋2C ======Si＋2CO↑ 高温 Si + 2Cl2 ====== SiCl4 SiCl4 + 2H2 ====== Si + 4HCl 7．硅的主要物理性质 晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔沸点较高，是良好的半导体材料。 例题解析： 例1．Al2O3·2SiO2·2H2O是一种  (　  )   A．混合物                                B．硅酸盐   C．两种氧化物的水化物                          D．铝酸盐 解析：硅酸盐的种类繁多，结构复杂，人们通常用金属氧化物和二氧化硅的形式来表示组成，如Na2SiO3改写成Na2O·SiO2．解此类题时，先把题目所给氧化物反写过来则为Al2(Si2O5)·(OH)4，为高岭石，即为硅酸盐，不是混合物，也不是两种氧化物的水化物，更不是铝酸盐．答案为B。 例2．矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的．此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程．例如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土〔Al2Si2O5(OH)4〕，此反应的离子方程式为2KAlSi3O8＋2H2CO3＋9H2O====2K＋＋2HCO3-＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4，这个反应能够发生的原因是_____________________________________________________________________________________。 解析：分析反应前后的酸的酸性强弱，正反映了由较强的酸制取较弱的酸这一普遍规律．亦即解释复杂的化学反应发生的原因应用的是极其简单的化学原理． 答案：碳酸的酸性比原硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸． 例3．普通玻璃中Na2SiO3∶CaSiO3∶SiO2＝ 1∶1∶4 (物质的量之比)，若以a Na2O·b CaO·m SiO2表示此玻璃的组成， 则a∶b∶m＝          。 解析：由于硅酸盐的组成相当复杂，通常人们用氧化物的形式来表示其组成，因此我们必须学会盐与氧化物形式的改写。Na2SiO3可改写为Na2O·H2O，CaSiO3可改写为CaO·H2O，所以普通玻璃的组成可表示为Na2O·CaO·6SiO2。则a∶b∶m＝1∶1∶6。 例4．17g样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2 ），放入盛100 mL NaOH溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L-1稀H2SO4溶液，生成的沉淀的物质的量与加入H2SO4溶液的体积关系如图。试求：①加入NaOH溶液的浓度；②b＝5时。样品中各成分的质量分数。  解析：① 沉淀达最大量时，溶液中仅Na2SO4 ，沉淀是Al(OH)3、Fe2O3、H2SiO3 55         ∴电荷守恒 n(Na＋)＝2n(SO42－)             c(NaOH)×0.1L＝2×10mol/L×0.025L               c(NaOH)＝5 mol/L   ② 由图可知溶解Al(OH)3消耗30mLH2SO4       n(Al3＋)＝＝0.2 mol       n(Al2O3)＝102g/mol×0.1 mol＝10.2g       总OH－＝溶Al2O3耗＋溶SiO2 耗＋余OH－       0.1L×5 mol/L＝0.1 mol×2＋n(SiO2 )×2＋b×10mol/L×2       已知b＝5 ∴n(SiO2 )＝0.1 mol＝60g/mol×0.1 mol＝6g       推知Fe2O3％ 或解：达最大沉淀耗H＋＝余OH－耗＋沉淀AlO2－耗＋沉淀SiO32－耗             10mol/L×0.025L×2＝b×10mol/L×2＋0.2mol×1＋n(SiO32－)×2 习题精练： 一．选择题（每小题有1~2个答案） 1．在反应SiO2+3CSiC+2CO↑中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为                    (    ) A．1∶3            B．3∶1            C．2∶1      D．1∶2 2．SiO2和CO2的共同点是 A．都能与水化合生成相应的酸  B．都能与强碱溶液反应生成盐和水 C．熔点都比较低              D．常温下都是固体 3．关于水玻璃的性质和用途的叙述正确的是                    (    )     A．它是一种矿物胶，既不能燃烧，也不受腐蚀     B．建筑工业上可作粘合剂，耐酸水泥掺料     C．木材、织物浸过水玻璃后，具有防腐性能且不易燃烧 D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质 4．能溶解SiO2的物质是                                    (    ) A．硝酸          B．盐酸        C．氢氟酸      D．烧碱溶液 5．下列说法均摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是      (    ) A.铅笔芯的原料是重金属铅，儿童在使用时不可用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒 B.CO有毒，生有煤炉的居室可放置数盆清水，这样可有效地吸收CO，防止煤气中毒 C.“汽水”浇灌植物有一定的道理，其中CO2的缓释，有利于植物的光合作用 D.硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂” 6．光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成(    ) 　 A  碳      B  石英      C  锗      D  硅 7．将45 g SiO2与 75 g CaCO3共热，生成CO2的质量为    　(    ) A．54g    B．45g      C．33g    D．39.6g 8．用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中不正确的是（  ）     A．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3Si O 2 ·3H2O     B．镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO·SiO2     C．正长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2 D．高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3·2SiO3·2H2O 9．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中错误的是 A．自然界硅的贮量丰富              B．自然界中存在大量单质硅 C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片  D．光导纤维的主要成分是SiO2 10．镁橄榄石(2MgO·SiO2)中阴离子是                        (    ) A. SiO32-            B. SiO64-      C. SiO44-        D. SiO54- 二．填空题 11．三硅酸镁被用来治疗胃溃疡是因为该物质不溶于水，服用后中和胃酸作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物形式为_______________________，写出其与胃酸反应的化学方程式： __________________________________________________________________________________________。 12．用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，并含少量的CaO·Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤，弃去残渣，溶液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。 (1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3和SiO2与纯碱反应相似，生成偏铝酸盐或硅酸盐和二氧化碳)： __________________________________________________________________________________________。 __________________________________________________________________________________________。 (2)最后的沉淀物是____________。 生成该沉淀的离子方程式是__________________________________________________________________。 (3)实验中常用的有瓷坩埚，氧化铝坩埚和铁坩埚。本实验在熔融土时，应选____________坩埚。 13．把河沙(主要成分中SiO2)跟镁粉按质量比(质量比约为15:24)混合均匀，装入试管中加热大约1 min后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物。待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。 ⑴写出河沙与镁粉在加热条件下的化学方程式 ________________________________________________________________________________________， ⑵生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是(填化学式)___________。 ⑶写出产生“爆炸声”的化学方程式____________________________________________________________。 三．计算题 14．把13 g含有SiO2的CaCO3固体在高温下加热到质量不再改变，冷却后称量为8.6 g   （1）生成的CO2在标准状况下的体积是多少升？   （2）原物质中含SiO2的质量是多少克？ 高温 15．已知高温下能发生反应Si + C ====  SiC，现在SiO2和炭粉混合物共a  mol，在高温中电炉中充分反应，反应完全后，冷却得到残留固体。     （1）写出可能发生的反应方程式             （2）若SiO2与混合物的物质的量之比为x(0x>  ∴Si：a mol               x=  Si：a mol 或 a mol                 Si：（4x－1）a mol  SiC：（1－3x）amol                 SiC：amol或amol或axmol               >x>0  SiC：xamol  C：(1－4x)amol