Question

（2011?开封一模）“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义．请你回答以下问题：
（1）无机非金属材料．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”．这种材料可以按下列方法制备：

①写出步骤①的化学方程式

SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑

．
②步骤②经过冷凝得到的SiHCl₃（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl₄（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl₃的主要化学操作的名称是

蒸馏（或分馏）

．
③请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式

SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O

．
（2）磁性材料．这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护．最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀，请出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式

Fe→Fe²⁺+2e^-

．
（3）激光材料．我国是激光技术先进的国家，红宝石（Al₂O₃）是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：

Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O

，

Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-

．
（4）纳米材料．胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系，胶体粒子的直经大约是

1nm～100nm

，三氯化铁溶液可以加速伤口止血，请简述原因

氯化铁是电解质，使血液胶体聚沉

．
（5）高分子材料．可以分成无机高分子材料和有机高分子材料．一种新型高效净水剂
[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m就属于无机高分子材料，广泛应用于生活用水和工业污水处理，其中铁元素的化合价为

+3

．
一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，由丙烯腈（CH₂=CH-CN）为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式

．

Answer 1

分析：（1）①焦炭在高温下可以置换二氧化硅中的硅；
②根据熔沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏；
③二氧化硅能和唯一的酸：氢氟酸反应；
（2）在铁制品腐蚀的电化学腐蚀中，金属铁作负极发生氧化反应；
（3）氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应，均放出氢气；
（4）胶体的分散质微粒直径介于1nm～100nm之间，电解质溶液能使胶体聚沉；
（5）AlFe（OH）_nCl_6-n中各元素的化合价代数和为0，丙烯腈（CH₂=CH-CN）中的双键能发生加聚反应．

解答：解：（1）①工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，方程式为：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑，故答案为：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑；
②SiHCl₃（沸点33.0℃）、SiCl₄（沸点57.6℃）、HCl（沸点-84.7℃），他们的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏，故答案为：蒸馏或分馏；
③二氧化硅只能和氢氟酸反应，方程式为：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，故答案为：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（2）在铁制品的电化学腐蚀中，金属铁作负极发生氧化反应，电极反应为：Fe→Fe²⁺+2e^-，故答案为：Fe→Fe²⁺+2e^-；
（3）氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应，故答案为：Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-；
（4）胶体的分散质微粒直径范围：1nm～100nm，胶体聚沉的条件：加热、搅拌、加入电解质等，氯化铁是电解质，能使血液胶体聚沉而止血，故答案为：1nm～100nm；氯化铁是电解质，使血液胶体聚沉；
（5）化合物中铝元素显+3价，氢氧根为-1价，各元素的化合价代数和为0，故铁元素的化合价为+3价，丙烯腈（CH₂=CH-CN）中的双键能发生加聚反应，方程式为：，故答案为：+3；．

点评：本题是一道有关硅的无机推断题，考查的知识点范围较广，可以根据已有知识进行．