3.例题精讲

[例1] 熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ]

 A.陶瓷坩埚
 B.石英坩埚
 C.普通玻璃坩埚
 D.生铁坩埚

  分析:陶瓷的成分中含有SiO2,石英的成分就是SiO2,玻璃的主要成分中也含有SiO2,而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应:

SiO2+2NaOHNa2SiO3

 所以A、B、C的器皿都不能选用,只能内生铁坩埚。

 答案:D

 [例2] 下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中,但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。

 A.硅酸钠溶液
 B.氢氟酸
 C.氢氧化钠溶液
 D.氯化钠溶液

  分析:玻璃的主要成分之一二氧化硅,它能跟氢氟酸迅速反应,所以,氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中,只能保存在铅皿或塑料瓶中。氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢,所以可以盛放在玻璃瓶中,但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后,生成的硅酸钠是一种矿物胶,使瓶塞与瓶口粘在一起,因此不能用磨口玻璃塞。硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放,只是不能用磨口玻璃塞(原因同氢氧化钠溶液)。氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。

 答案:AC

 [例3] 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2

 (1)试计算普通玻璃中相当含有Na2O,CaO和SiO2的质量分数各是多少?

 (2)制造50kg普通玻璃,需要纯碱、碳酸钙和二氧化硅各多少千克?

 分析:Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成为:Na2O·CaO·6SiO2

 (1)Na2O的摩尔质量为62g/mol,CaO的摩尔质量为56g/mol,SiO2的摩尔质量为60g/mol。

 

 

 

 (2)由第(1)题求出普通玻璃中各氧化物的质量分数,可计算50kg普通玻璃中Na2O、CaO和SiO2的含量:

 m(Na2O):50kg×13%=6.5kg

 m(CaO):50kg×11.7%=5.85kg

 m(SiO2):50kg×75.3%=37.65kg

 再求需纯碱、碳酸钙和二氧化硅的质量:

 

 m(SiO2):37.65kg

  答案:(1)普通玻璃中Na2O的质量分数为13%,CaO的质量分数为11.7%,SiO2质量分数为75.3%。

 (2)制造50kg普通玻璃,需要纯碱11.11kg、碳酸钙10.45kg、二氧化硅37.65kg。

  [例4] 有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质,它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体,此气体能使澄清石灰水变浑浊,另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液,再往所得溶液中加入过量盐酸时,析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后,成为不溶于水的白色粉末,这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C,C在高温时软化,无固定熔点。

 根据以上事实,判断A为哪种元素的单质?B、C各是什么物质?写出有关反应的化学方程式。

 分析:先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量,根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A;再根据B的有关反应现象可推出B;最后根据制取C的方法及C的性质可推出C。

 A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为:

32×1.375=44

 该气体能使澄清石灰水变浑浊,所以该气体为二氧化碳,A为碳元素的一种单质。

 根据B物质能与氢氧化钠反应,且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸,可推出B物质为二氧化硅。

 C物质由石灰石、纯碱、B物质(二氧化硅)混合加热而得,结合C物质在高温时软化且无固定熔点,可推知C物质为普通玻璃。

 答案:A为碳元素的一种单质。

C+O2CO2

 B为SiO2

 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3

 C为普通玻璃

 Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2

 CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2

  [例5] 某硅酸锌样品含58.6%的锌,而ZnO%与SiO2%的质量分数的总和为100%,写出这样品的化学式(最简式)。

 分析:题目要求写出这样品的化学式(最简式),即是要求通过计算找出ZnO与SiO2的物质的量之比值,然后用SiO2和ZnO的形式表示此硅酸锌样品的组成。

 可先由Zn%求算出ZnO%,并求出SiO2%。然后再运用求最简式最基本的方法求出此硅酸锌的组成。

 

 SiO2%=1-73.0%=27.0%

 

 该硅酸锌样品的化学式为:2ZnO·SiO2

  [例6] 两个原硅酸分子的OH原子团之间可以相互作用而脱去一分子水:

2H4SiO4===H6Si2O7+H2O

 原硅酸结构为:

 则在所得的H6Si2O7分子的结构中,含有的硅氧键数目为 [ ]

 A.5
 B.6
 C.7
 D.8

  分析:此题是一道选择题,也是一道信息迁移题。给出的新情境是原硅酸结构及脱水反应,考查内容是H6Si2O7分子中的硅氧键数目。两个原硅酸共有8个硅氧键,当它们相互作用时,虽然有一个硅氧键断裂,但又形成一个新的硅氧键,如图所示:

 故硅氧键的总数目没有变,仍然是8个。

 答案:D

 [例7] 下列离子方程式书写不正确的是 [ ]

 A.往NaOH溶液中通入过量CO2

 B.单质硅与烧碱溶液反应

 C.石英砂与烧碱反应制水玻璃

 D.往水玻璃中通入二氧化碳

  分析:往NaOH溶液中通入适量CO2生成正盐Na2CO3,正盐能与酸反应变为酸式盐,所以当CO2过量时即溶液中H2CO3过量时,生成物为NaHCO3,故A式正确。

 单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸钠和氢气,NaOH是易溶于水的强碱,Na2SiO3。是易溶于水的盐,均完全电离,故Na+可以简化掉,B式正确。

 石英的成分是二氧化硅与烧碱液发生复分解反应生成硅酸钠和水。故C式正确。

 碳酸比硅酸酸性强,所以往水玻璃即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反应物中的Na2SiO3和生成物中的Na2CO3均为易溶于水的盐,能完成电离写成离子式,并且Na+可以简化掉,故D式不正确。

 

  答案:D

 [例8] 有一铅锡合金质量为100g,完全氧化后得到氧化物的混合物质量为116g,求合金中铅、锡的质量分数各为多少?

 解法一:

 分析:设100g铅锡合金中含锡xg,则含铅(100-x)g。①Sn氧化后的稳定产物是SnO2(+4价氧化物稳定),Sn的相对原子质量为

 

 Pb氧化后的稳定产物是PbO(+2价氧化物稳定), Pb的相对原子质量为207,PbO的式量为223,(100-x)g Pb氧化生成的PbO质量必

 

 因为SnO2与PbO质量共为116g,故可列一元一次方程,解方程求出Sn、Pb质量。

 [解] 设100g锡铅合金中含锡xg,含铅为(100-x)g。

 根据化学式所表示的元素质量分数及题意,列代数方程式:

 

 解得x=43.2(g)

 100-x=100-43.2=56.8(g)

 

 答:合金中锡、铅质量分数分别为43.2%、56.8%

 解法二:

 分析:此题利用物质的量计算也很方便。设100g合金中含xg,含铅为(100-x)g

 

 

 将SnO2与PbO由物质的量换算成质量,质量和为116g。

 解:设100g锡铅合金中含锡为xg,含铅为(100-x)g

 Sn的物质的量=SnO2的物质的量

 

 Pb的物质的量=PbO的物质的量

 

 SnO2与PbO质量和为116g

 

 解得 x=43.2(g)
 (锡的质量)
 100-x=56.8(g)
 (铅的质量)

 

 Pb%=1-43.2%=56.8%

 答:合金中铅、锡分别占56.8%、43.2%

  [例9] 称取两份由碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵组成的混合物7.06g。其中:一份加入过量的盐酸,可得CO2为1792mL(在标准状况下),另一份加热至质量不再减少时为止。冷却后再跟过量盐酸反应,可得CO2为896mL(在标准状况下)。求原混合物中,碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的物质的量之比。

 分析:此题是根据化学方程式,计算混合物成分物质的量之比的题。解题关键在于正确判断反应物与生成物、反应物的量与生成物的量之间的关系。

 第一份7.06g混合物,各成分都跟过量的盐酸充分反应,均生成CO2。CO2体积之和为1792mL;第二份7.06g混合物加热后,除碳酸氢钠转化为碳酸钠外,碳酸氢铵则因全部转变为气态物质而不存在固体物质了。混合物中原有碳酸钠及生成的碳酸钠共同跟过量盐酸反应,生成896mLCO2

 解 全过程发生反应的化学方程式为:

 Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2
(1)
 NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2
(2)
 NH4HCO3+HCl==NH4Cl+H2O+CO2
(3)
 
(4)
 
(5)

  设7.06g该混合物中含Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3分别为x、y、zmol

 从化学方程式(1)(2)(3)可知,第一份7.06g混合物与过量盐酸反应,共生成CO2为(x+y+z)mol

 

 从化学方程式(4)、(5)可知,第二份7.06g混合物加热,其中

 

x∶y∶z=0.02∶0.04∶0.02=1∶2∶1

 答:Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3的物质的量之比为1∶2∶1。

 新型无机非金属材料

 [例10] 新型无机非金属材料跟传统硅酸盐材料相比,有什么特性?

 [分析] (1)能承受高温,强度高。如氮化硅陶瓷在1200℃时仍具有高强度。

 (2)具有电学特性。有的可作绝缘体,有的可作半导体、导体、超导体。

 (3)具有光学特性。有的能发出各色光,有的能透过可见光,有的能使红外线、雷达射线穿过。

 (4)具有生物功能。有些对人体组织有较好的适应性,且硬度高、无毒、不溶于水,可直接植于人体内。

 [答案] 略。

   [例11] 请比较红宝石和蓝宝石成分的异同。人造红宝石和人造蓝宝石各有何用途?

 [解答] 两者的主要成分都是Al2O3(刚玉)。刚玉中混有少量铬时,呈现红色,就形成红宝石;刚玉中混有少量钛时,呈现蓝色,就形成蓝宝石。

 人造红宝石硬度高,可制钟表的轴承,它能放大某一波长的光而产生激光,可作固体激光器。人造蓝宝石因能使紫外线和可见光通过,可用于制造光学仪器。

   [例12] 下列说法正确的是 [ ]

 A.二氧化硅溶于水显酸性

 B.光导纤维传导光的能力非常强,利用光缆通讯,能同时传送大量信息

 C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出CO2,所以硅酸的酸性比碳酸强

 D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸。

 分析 二氧化硅不溶于水,不溶于强酸,但溶于氢氟酸。因为它能与碱反应生成盐和水,所以它是酸性氧化物。硅酸酸性比碳酸弱,它反映在CO2通入Na2SiO3溶液可生成硅酸。而SiO2能和Na2CO3高温下反应生成CO2,它可说明不挥发的SiO2可把气体CO2制出,但不能说明碳酸和硅酸的相对强弱。

 答案:B

 0  5034  5042  5048  5052  5058  5060  5064  5070  5072  5078  5084  5088  5090  5094  5100  5102  5108  5112  5114  5118  5120  5124  5126  5128  5129  5130  5132  5133  5134  5136  5138  5142  5144  5148  5150  5154  5160  5162  5168  5172  5174  5178  5184  5190  5192  5198  5202  5204  5210  5214  5220  5228  447348 

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