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文档简介
高考化学复习无机非金属材料专项推断题综合练及详细答案一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析)1.青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO。下列说法正确的是()A.青石棉中含有石英晶体B.青石棉是一种易燃品且易溶于水C.青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O·5FeO·8SiO2·H2OD.1molNa2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用,至少需消耗6L3mol/LHNO3溶液【答案】D【解析】【分析】【详解】A.青石棉属于硅酸盐材料,没有石英晶体,故A错误;B.青石棉属于硅酸盐材料,不易燃,也不溶于水,故B错误;C.根据题给信息可知,青石棉中铁元素的化合价有+2价和+3价两种,根据原子守恒和化合价不变的思想,化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O∙3FeO∙Fe2O3∙8SiO2∙H2O,故C错误;D.6L3mol/LHNO3溶液中硝酸的物质的量为18mol,青石棉用稀硝酸溶液处理时,亚铁离子被氧化为铁离子,硝酸被还原为一氧化氮,又1molNa2Fe5Si8O22(OH)2中3mol含亚铁离子,所以根据得失电子守恒氧化亚铁离子生成铁离子消耗1molHNO3,又青石棉中的Na、Fe原子最终都转换产物为NaNO3、Fe(NO3)3,根据原子守恒,又要消耗HNO3的物质的量为2+5×3=17mol,所以1mol该物质一共能和1+17=18molHNO3反应,故D正确;答案选D。2.下列化合物既能通过化合反应一步制得,又能通过复分解反应一步制得的是()A.SO3 B.FeCl2 C.Cu D.H2SiO3【答案】B【解析】【分析】由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应;两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应,据此分析。【详解】A.SO3可以由二氧化硫和氧气一步制得,但SO3不能通过复分解反应一步制得,故A错误;B.FeCl2能通过Fe和FeCl3化合反应一步制得,也能通过BaCl2和FeSO4复分解反应一步制得,故B正确;C.Cu不能通过化合反应和复分解反应制得,故C错误;D.H2SiO3不能通过化合反应一步制得,故D错误;答案选B。【点睛】化合反应是一种或多种物质生成一种物质的反应,得到的一定是化合物,分解反应是一种物质得到多种物质的反应,复分解反应通常指的是酸碱盐之间的反应。3.下面关于硅的叙述中,正确的是()A.硅的非金属性比碳强,只有在高温下才能跟氢气起化合反应B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料【答案】D【解析】【分析】【详解】A.硅的非金属性比碳弱,A项错;B.硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,排名前四位的是O、Si、Al、Fe,所以B项错;C.硅在自然界中是以化合态存在的,所以C项也错;答案应选D。4.下列说法不正确的是A.氧化镁熔点很高,可作为优质的耐高温材料B.有色玻璃就是某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成C.溴化银可用于感光材料,也可用于人工降雨D.分子筛可用于物质分离,还能作干燥剂和催化剂【答案】C【解析】【分析】【详解】A.氧化镁是离子化合物,离子键很强,所以氧化镁熔点高,可作耐高温材料,故A正确;B.某些金属氧化物呈现特殊的颜色,分散于玻璃中即可制得有色玻璃,故B正确;C.溴化银不稳定,见光易分解,可用于制感光胶卷,碘化银可用于人工降雨,故C错误;D.分子筛中有许多笼状空穴和通道,具有强吸附性,可用于分离、提纯气体或液体混合物,还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体等,故D正确;故答案:C。5.某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时,发现一瓶盛有无色溶液的试剂,标签破损,如图。某同学根据中学化学知识,对该溶液中的溶质成分进行如下预测和验证,其中错误的是(包括预测物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论)选项预测物质的化学式检验需要的试剂操作、现象及结论ANa2SO4稀盐酸、氯化钡溶液取少量该溶液于试管中,滴入稀盐酸,若无明显现象,再滴入氯化钡溶液,如果产生白色沉淀,则原溶液是Na2SO4溶液BNa2CO3稀盐酸、澄清的石灰水取少量该溶液于试管中,滴入足量稀盐酸,如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊,则原溶液一定是Na2CO3溶液CNa2SO3稀盐酸、澄清的石灰水、品红溶液取少量该溶液于试管中,滴入足量稀盐酸,如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊,还能使品红溶液褪色,则原溶液是Na2SO3溶液DNa2SiO3过量稀盐酸取少量该溶液于试管中,滴入稀盐酸,产生白色胶状沉淀,盐酸过量时沉淀不溶解,则原溶液是Na2SiO3溶液A.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】【分析】【详解】A.取少量该溶液于试管中,滴入稀盐酸,盐酸可排除其它离子的干扰,若无明显现象,再滴入氯化钡溶液,如果产生白色沉淀,则沉淀为硫酸钡,则原溶液是Na2SO4溶液,故A正确;B.取少量该溶液于试管中,滴入足量稀盐酸,如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊,该无色气体可能为二氧化碳、二氧化硫,则溶液可能为Na2CO3溶液或Na2SO3溶液,故B错误;C.取少量该溶液于试管中,滴入足量稀盐酸,如果产生的无色气体既能使澄清的石灰水变浑浊,还能使品红溶液褪色,则气体为二氧化硫,则原溶液是Na2SO3溶液,故C正确;D.取少量该溶液于试管中,滴入稀盐酸,产生白色胶状沉淀,盐酸过量时沉淀不溶解,硅酸不溶于盐酸,则原溶液是Na2SiO3溶液,故D正确;故选B。6.C、Si、S都是自然界中含量丰富的非金属元素,下列关于其单质及化合物的说法中正确的是A.三种元素在自然界中既有游离态又有化合态B.二氧化物都属于酸性氧化物,能与碱反应而不能与任何酸反应C.最低价的气态氢化物都具有还原性,易与O2发生反应D.其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:H2SO4>H2SiO3>H2CO3【答案】C【解析】【分析】【详解】A、Si元素是亲氧元素,在自然界中无游离态,A项错误;B、SiO2能与HF反应,B项错误;C、C、Si、S低价态气态氢化物为CH4、SiH4、H2S,都具有还原性,易与O2发生反应,C项正确;D、根据元素性质的递变性,最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,D项错误;本题答案选C。7.我国“神舟”系列载人飞船的成功发射,标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”(1)火箭升空时,由于与大气层的剧烈摩擦,产生高温。为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的性质最可能的是____________A.在高温下不融化B.在高温下可分解气化C.在常温下就分解气化D.该涂料不可能发生分解(2)火箭升空需要高能的燃料,经常是用N2O4和N2H4作为燃料,其反应的方程式是:N2O4+N2H4→N2+H2O。请配平该反应方程式:————N2O4+————N2H4→————N2+————H2O,_________该反应中被氧化的原子与被还原的原子物质的量之比是_____。这个反应应用于火箭推进器,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_______。(3)为了向宇航员提供氧气,飞船上有专门的供氧装置。现有供氧剂过氧化钠与超氧化钾(KO2)。①写出它们与二氧化碳反应的化学方程式(超氧化钾与二氧化碳的反应产物与过氧化钠类似):________________________;_________________________。②你选择的供氧剂是:_____,原因是:____________________________。【答案】B1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O2∶1产物无污染2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O24KO2+2CO2=2K2CO3+3O2KO2原因是:单位质量产生氧气多【解析】【分析】(1)为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高,因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质,而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。(2)火箭升空需要高能的燃料,经常是用N2O4和N2H4作为燃料,其反应的方程式是:N2O4+N2H4→N2+H2O,配平时,利用化合价升降法进行配平。该反应中被氧化的原子是N2H4中的N原子,被还原的是N2O4中的N原子。从产物看,N2、H2O都不是大气污染物,由此得出优点。(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾,与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气。②通过两反应对比,可确定选择的供氧剂。【详解】(1)为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高,因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质,而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。故选B。答案为:B;(2)在反应N2O4+N2H4→N2+H2O中,N2O4中N显+4价,N2H4中N元素显-2价,产物中N元素显0价,依据电子守恒,可得出如下关系:N2O4——8e-——2N2H4,从而得出配平的反应方程式:1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O;该反应中若参加反应的N2O4为1mol,则被氧化的N原子为4mol,被还原的N原子为2mol,二种原子物质的量之比是2∶1。这个反应应用于火箭推进器,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是产物无污染。答案为:1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O;2∶1;产物无污染;(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾,与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。;②从单位质量的供氧量分析,选择的供氧剂是:KO2,原因是:单位质量产生氧气多。答案为:KO2;单位质量产生氧气多。【点睛】平常所用的物品,对表面涂料的要求是稳定,能起到保护内部金属等不受腐蚀的作用,而火箭的涂层不是为了防锈,而是“为了防止火箭温度过高”,即起到降温的作用,所以解题时,只有理解题意,才能不出现解答错误。8.晶体硅是一种重要的非金属材料,有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下:石英砂的主要成分是SiO2,在制备粗硅时,焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”);在该反应中,若消耗了3.0gSiO2,则转移电子的总数为_______________。(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0℃)与过量H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。①装置B中的试剂是___________。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是_________________。②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是______________________;装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。③为检验产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需要加入的试剂有______(填字母)。a.碘水b.氯水c.Na2SO3溶液d.KSCN溶液【答案】还原剂1.204×1023或0.2NA浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成SiHCl3+H2Si+3HClbd【解析】【分析】(1)根据工艺流程写出化学方程式,从化合价的变化判断焦炭的作用,根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数;(2)①A生成的氢气经过干燥,进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅,B是干燥装置,②氢气和SiHCl3发生置换反应,写出化学方程式;③选择检验亚铁离子的试剂;【详解】(1)根据流程可知,化学方程式为SiO2+2CSi+2CO,碳的化合价升高,做还原剂,1molSiO2参加反应转移的电子数为4mol,反应中消耗了3.0gSiO2,n==0.05mol,转移电子为0.2mol,即1.204×1023或0.2NA;(2)SiHCl3能与H2O强烈反应,需要用浓硫酸干燥氢气,反应需要的温度比较高,在D中反应,SiHCl3的沸点较低,C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化;②装置D中有硅单质生成,即有固体物质生成。此反应为SiHCl3+H2Si+3HCl;③亚铁离子的检验通常用的方法是:先向溶液中加入KSCN,溶液不变红色,再加入氯水溶液变红色,即可却确定有亚铁离子,答案为bd。9.硅在无机非金属材料中,扮演着主要角色,请利用相关知识回答下列问题:(1)硅有非常重要的用途,请写出其中的一种:_________________________________。(2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜为+2价),下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是________。A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B.性质稳定,不易脱色C.x等于6D.易溶解于强酸和强碱(3)工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图如下:①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行,写出该反应化学方程式:________________。②SiCl4极易水解,在空气中生成烟尘和白雾,推测书写其水解的化学方程式为____________________。③在流化床反应的产物中,除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等,有关物质的沸点数据如下表,分离SiCl4和其他杂质的方法为________。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9【答案】制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可)D2C+SiO22CO↑+SiSiCl4+3H2O===H2SiO3↓+4HCl蒸馏(精馏)【解析】【详解】(1)硅位于金属和非金属分界线附近,常用作半导体材料,为无机非金属材料的主角,计算机芯片的主要成分为单质硅,太阳能电池的主要成分是硅单质,所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等,因此,本题正确答案是:制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等;(2)A.硅酸盐用氧化物形式表示时,书写顺序为:活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以硅酸铜钡用氧化物形式表示:,所以A选项是正确的;
B.硅酸盐性质均比较稳定,不容易褪色,所以B选项是正确的;C.在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2,硅元素化合价为+4,氧元素的化合价为-2价,钡元素的化合价为+2价,则由化学式为,根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:,计算得出x=6,所以C选项是正确的;D.是瓷器的一种颜料,瓷器耐酸耐碱耐腐蚀,所以不与强酸、强碱反应,故D错误;因此,本题正确答案是:D;(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅,制备粗硅发生置换反应,2C+SiO22CO↑+Si;②水解生成硅酸和氯化氢,反应的方程式为:SiCl4+3H2O===H2SiO3↓+4HCl,因此,本题正确答案是:SiCl4+3H2O===H2SiO3↓+4HCl;③利用沸点的不同提纯属于蒸馏,(沸点57.6℃)中含有少量(沸点33℃)和(离子化合物沸点很高),(沸点8.2℃)、(沸点-30.4℃)、因为沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质,因此,本题正确答案是:精馏(或蒸馏)。10.下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质,其余物质也都是含有B元素的化合物。C是一种钠盐,E是C对应的酸,B的结构类似金刚石,D为氧化物。请回答下列问题:(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义?_____________________。(3)写出D→C反应的化学方程式:_____________________。(4)写出E→D反应的化学方程式:_____________________。【答案】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OH2SiO3SiO2+H2O【解析】【分析】B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石,则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素,而D为B的氧化物,则D是SiO2,A为SiCl4,C是一种钠盐,则C是Na2SiO3,E是C对应的酸,则E是H2SiO3,结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。【详解】B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石,则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素,而D为B的氧化物,则D是SiO2,A为SiCl4,C是一种钠盐,则C是Na2SiO3,E是C对应的酸,则E是H2SiO3,(1)由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3;因此,本题正确答案是:SiCl4,SiO2,H2SiO3。(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢,硅与氯气反应生成四氯化硅,因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯;因此,本题正确答案是:粗硅提纯;(3)二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;因此,本题正确答案是:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。(4)H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3SiO2+H2O;因此,本题正确答案是:H2SiO3SiO2+H2O。【点睛】硅能够与氧气反应生成二氧化硅,硅酸加热分解产生二氧化硅;二氧化硅不溶于水,也不与水反应,不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸,因此要制备硅酸,可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中,然后加入强酸,可以得到白色胶状沉淀硅酸。11.A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如图所示(反应条件和部分副产物未标出),其中反应①是置换反应。(1)若A、D、F都是非金属单质,且A、D所含元素在周期表中同一列,A、F所含元素在周期表中同一横行,则反应①的化学方程式是_______________________。(2)若A是常见的金属单质,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行,则反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是_____________________;(3)若B、C、F都是气态单质,且B有毒,③和④两个反应中都有水生成,反应②需要放电才能发生,A、D相遇有白烟生成,反应③的化学方程式是________________。(4)若A、D为单质,且A原子核内所含质子数是D的2倍,B是参与大气循环的一种物质,③和④两个反应中都有红棕色气体生成,反应④的化学方程式是_________。【答案】SiO2+2CSi+2CO↑2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-4NH3+5O24NO+6H2OC+4HNO3CO2↑+4NO2↑+4H2O【解析】【分析】【详解】(1)若A、D、F都是非金属单质,反应①是置换反应,A、D同主族,根据框图可知,A与F生成E,C与F也能生成E,因此只能是SiO2与C反应,则A是C、B是SiO2、C是CO、D是Si,E是CO2、F是O2。反应①的方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。(2)若A是常见的金属单质,反应①是置换反应,D、F是气态单质,根据框图可知,A与F生成E,C与F也能生成E,因此A只能为Fe,D为H2,F为Cl2,B为HCl,C为FeCl2,E为FeCl3。反应②的方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。(3)若B、C、F都是气态单质,且B有毒,③和④两个反应中都有水生成,反应②需要放电才能发生,A、D相遇有白烟生成,所以A是氨气,B是氯气,C是氮气,D是氯化氢,F是氧气,E是NO,反应③的化学方程式是4NH3+5O24NO+6H2O。(4)若A、D为短周期元素单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍,B是参与大气循环的一种物质,反应①是置换反应,根据框图可知,A为Mg,D为C,B为CO2,C为MgO,又知③和④两个反应中都有红棕色气体生成,F为HNO3。反应④的化学方程式是C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+4H2O。【点晴】解框图题的方法的最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。12.固体化合物X由四种常见的元素组成,为探究其成分,某学生进行如下实验:①20.8gX固体进行实验,得到白色粉末1质量12.0g,白色粉末2质量为6.0g;②白色粉末2可用作耐高温材料,白色粉末3是一种常见干燥剂;请回答问题:(1)X中金属元素的名称是______。(2)化合物X与足量盐酸反应离子方程式______。(3)在高温条件下,白色粉末2中某元素单质与白色粉末1反应,是工业制备另一种单质方法之一,写出该反应的化学方程式______。【答案】钙、镁Ca4Mg3Si4O15+14H+=4Ca2++3Mg2++4H2SiO3+3H2O2Mg+SiO22MgO+Si【解析】【分析】化合物X与过量盐酸反应生成白色胶状沉淀与无色溶液,其中白色胶状灼烧得到的白色粉末1能与NaOH溶液反应得到无色溶液,故白色胶状沉淀为H2SiO3、白色粉末1为SiO2;无色溶液与过量的NaOH溶液反应得到白色沉淀,经灼烧生成的白色粉末2可用作耐高温材料,可知白色粉末2为MgO;白色粉末3是一种常见干燥剂,结合转化可知白色粉末3为CaO;由元素守恒可知X含有Si、Mg、Ca元素,而固体化合物X由四种常见的元素组成,与盐酸反应没有气体生成,根据元素守恒可知X不可能含有H元素,而是还含有O元素,化合物X为硅酸盐,改写为氧化物的形式,由原子守恒可知SiO2、MgO、CaO的物质的量,得到它们的比,就可得出X的化学式。【详解】根据上述分析可知:白色胶状沉淀为H2SiO3;白色粉末1为SiO2;白色粉末2为MgO;白色粉末3为CaO;由元素守恒可知X含有Si、Mg、Ca元素,而固体化合物X由四种常见的元素组成,与盐酸反应没有气体生成,根据元素守恒可知X不可能含有H元素,而是还含有O元素,化合物X为硅酸盐,改写为氧化物的形式,由原子守恒可知n(SiO2)=12.0g÷60g/mol=0.2mol,n(MgO)=6.0g÷40g/mol=0.15mol,故n(CaO)=(20.8g-12.0g-6.0g)÷56g/mol=0.2mol,n(CaO):n(MgO):n(SiO2)=0.2mol:0.15mol:0.2mol=4:3:4,所以X的化学式为:4CaO•3MgO•4SiO2。(1)由上述分析可知,X中金属元素的名称是:钙、镁;(2)化合物X与足量盐酸反应离子方程式:Ca4Mg3Si4O15+14H+=4Ca2++3Mg2++4H2SiO3+3H2O;(3)在高温条件下,MgO中某元素单质与SiO2反应,是工业制备另一种单质方法之一,应是Mg与SiO2反应制备Si,同时生成MgO,该反应的化学方程式为:2Mg+SiO22MgO+Si。【点睛】13.完成下列各题。(1)制备陶瓷是以粘土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料,经高温烧结而成。若以氧化物形式表示粘土的组成,应写为。(2)如果胃酸过多,可服用(填写化学式)缓解症状,但如果患有胃溃疡,则不能服用,以防止胃穿孔。(3)雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的,这一过程中发生反应的化学方程式为。(4)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂,工业上是用氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生产ClO2的,反应过程中同时会生成氯气。写出该反应的化学方程式。【答案】(1)Al2O3·2SiO2·2H2O;(2)NaHCO3;(3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;(4)2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。【解析】试题分析:(1)复杂硅酸盐书写成氧化物,金属氧化物在前,非金属氧化物在后,因此粘土的氧化物:Al2O3·2SiO2·2H2O;(2)治疗胃酸过多,常有Al(OH)3和NaHCO3,如果患有胃溃疡,不能服用NaHCO3,因此产生的CO2是酸性氧化物,加速胃溃疡,因此应服用氢氧化铝;(3)发生反应是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;(4)NaClO3作氧化剂,Cl转化成ClO2,HCl作还原剂,Cl→Cl2,根据化合价的升降法进行配平,因此反应方程式为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。考点:考查复杂硅酸盐写成氧化物、物质用途、氧化还原反应方程式的书写等知识。14.红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基础化工原料。铬常见价态有+3、+6价。铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4(含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质),实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下:①中主要反应:4FeCr2O4+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2①中副反应:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑请回答下列问题:(1)FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁,写出它的氧化物形式________________。步骤“①”的反应器材质应选用__________(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)。(2)“②”中滤渣1的成分是__________,“③”中调pH值是_______(填“调高”或“调低”),“④”中滤渣2的成分是___________。(3)“⑤”酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:______。(4)上图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线,则操作I是______,操作II是______(填序号)。①蒸发浓缩,趁热过滤②降温结晶,过滤(5)已知某铬铁矿含铬元素34%,进行步骤①~④中损失2%,步骤⑤~⑦中产率为92%,则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨(保留2位小数)。【答案】FeO·Cr2O3铁质Fe2O3、MgO调低H2SiO3、Al(OH)32CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O②①0.88【解析】【分析】氧化煅烧中MgO不反应,FeCr2O4、Al2O3、SiO2反应产物中有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3、Fe2O3.浸取时MgO、Fe2O3不溶,滤液中含有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3及未反应的碳酸钠,调节pH值,生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去。硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-.由图乙可知,硫酸钠的溶解度受温度影响比较大,应采取降温结晶、过滤;红矾钠溶解度受温度影响变化不大,应采取蒸发结晶、过滤。【详解】(1)FeCr2O4中铁元素化合价是+2价,氧化物为FeO,铬元素化合价+3价,氧化物为Cr2O3,FeCr2O4中铁铁原子与Cr原子物质的量之比为1:2,所以FeCr2O4写成氧化物形式为FeO•Cr2O3;“瓷质”或“石英质”仪器都含有二氧化硅,高温下与碳酸钠反应,故选择“铁质”仪器;(2)步骤①中有氧化铁生成,氧化铝、二氧化硅发生反应生成可溶性盐,氧化镁不反应,据此判断步骤②中滤渣1的成分;氧化铁不溶于水,铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁及氧化镁,副反应中生成Na2SiO3、NaAlO2等杂质,将pH值调低,可生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去;步骤“③”调节pH值,生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去,故“④”中滤渣2的成分是H2SiO3、Al(OH)3沉淀;(3)酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,则CrO42-在酸性条件下与H+离子反应生成Cr2O72-,该反应为可逆反应,反应的离子方程式为2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;(4)操作Ⅰ是分离出硫酸钠,操作Ⅱ获得红矾钠,由图2可知,硫酸钠的溶解度受温度影响比较大,应采取降温结晶、过滤;红矾钠溶解度受温度影响变化不大,应采取蒸发结晶、过滤;(5)令生成红矾钠x吨,则:
2Cr~~~~~Na2Cr2O7•2H2O
104
2981吨×34%×(1-2%)×92%
x吨所以:104:298=1吨×34%×(1-2%)×92%:x吨,解得x=0.88。15.某种胃药中抗酸剂为CaCO3。甲、乙两同学为测定其中CaCO3含量,分别设计以下两种方案(药片中的其它成分与HCl和NaOH溶液均不反应)。请回答下列有关问题:(1)甲同学拟用下图装置测量样品与足量稀盐酸反应生成CO2的体积,来分
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