题目内容

5．“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．请回答下列问题：
Ⅰ、（1）石棉（CaMg3Si4O12）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成CaO•3MgO•4SiO2
（2）高分子材料可以分成无机高分子材料和有机高分子材料．
[Al Fe （OH）nCl6-n]m属于无机高分子材料，是一种新型高效净水剂，它广泛应用生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为+3
Ⅱ、高纯二氧化硅可用来制造光纤．某稻壳灰的成分为：此空多余
组 分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3
质量分数59.2038.800.250.500.640.16
通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅．

请回答下列问题：
（1）根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有3类．
（2）步骤①中涉及SiO2的离子反应方程为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O
（3）滤渣A的成分有C和Fe2O3（填化学式）
（4）步骤②洗涤沉淀的方法是：向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2-3次
（5）步骤③反应的化学方程式为：H2SiO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiO2+H2O；实验室进行步骤③用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、坩埚和泥三角．

分析 I．（1）用氧化物的形式表示其组成，书写顺序是：活泼金属元素氧化物、较活泼金属元素氧化物、二氧化硅、水；
（2）AlFe（OH）nCl6-n中各元素的化合价代数和为0；
II．稻壳灰用足量的氢氧化钠浸泡，过滤得A为硅酸钠溶液，滤渣A含有C以及氧化铁，硅酸钠溶液中加入盐酸生成硅酸沉淀，过滤、洗涤得滤渣B为硅酸，煅烧硅酸可得二氧化硅，
（1）二氧化硅为酸性氧化物，氧化钠、氧化钾、氧化铁为碱性氧化物，氧化铝为两性氧化物；
（2）二氧化硅为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水；
（3）氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱，氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐，二氧化硅 为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠，三氧化二铁与氢氧化钠不反应；
（4）根据沉淀的洗涤方法来洗涤沉淀；
（5）硅酸受热分解生成二氧化硅和水；依据灼烧固体实验选择合适装置．

解答 解：I．（1）石棉（CaMg3Si4O12）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成，书写顺序是：活泼金属元素氧化物、较活泼金属元素氧化物、二氧化硅、水，所以为CaO•3MgO•4SiO2，
故答案为：CaO•3MgO•4SiO2；
（2）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；
故答案为：+3；
II．稻壳灰用足量的氢氧化钠浸泡，过滤得A为硅酸钠溶液，滤渣A含有C以及氧化铁，硅酸钠溶液中加入盐酸生成硅酸沉淀，过滤、洗涤得滤渣B为硅酸，煅烧硅酸可得二氧化硅，
（1）二氧化硅为酸性氧化物，氧化钠、氧化铁为碱性氧化物，氧化铝为两性氧化物，所以最多涉及3中氧化物，
故答案为：3；
（2）二氧化硅为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，离子方程式：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（3）氧化钠、氧化钾均能与水反应生成可溶性碱，氧化铝为两性氧化物能够与强碱反应生成可溶性偏铝酸盐，二氧化硅 为酸性氧化物与氢氧化钠反应生成可溶性硅酸钠，三氧化二铁、碳与氢氧化钠不反应，所以过滤剩余的滤渣为C和Fe2O3；
故答案为：C和Fe2O3；
（4）沉淀的洗涤方法：向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2-3次，
故答案为：向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2-3次；
（5）硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水，其反应方程式为：H2SiO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiO2+H2O；灼烧固体需要的仪器有：坩埚钳、酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角；
故答案为：H2SiO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiO2+H2O；坩埚；泥三角．

点评 本题以硅及其化合物性质为载体考查物质的制备以及分离提纯，侧重于学生分析、实验能力的考查，解答本题时注意熟悉氧化物的分类，明确硅及其化合物性质，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．下列反应符合绿色化学思想的是（　　）
A．+HNO3$→_{△}^{浓硫酸}$+H2O
B．CH2=CH2+Br2→
C．CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O
D．CH2+Cl2$\stackrel{光照}{→}$CH3Cl+HCl
9．在一密闭容器中充入a mol NO和b mol O2，可发生如下反应：2NO+O2═2NO2，充分反应后容器中氮原子和氧原子的个数之比为a：（a+2b）．
13．铬元素及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途．
（1）在常温下，铬能缓慢与稀硫酸反应，生成蓝色溶液．其金属性比铜强（填“强”或“弱”）
（2）Cr（OH）3和Al（OH）3性质类似，则Cr（OH）3与KOH反应的离子方程式为Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O．
（3）工业上净化处理铬污染的可用电解法．将含K2Cr2O7酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以Fe作阳极和石墨作阴极进行电解．经过一段时间后，溶液中Cr和Fe转化为Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀除去．
①写出阴极的电极反应式：2H++2e-=H2↑．
②溶液中Fe、Cr元素最终转化为Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀除去，原理为阳极Fe-2e-=Fe2+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2 Cr3++7 H2O，消耗H+，同时阴极H+放电，c（OH-）增大，Fe3+、Cr3+结合OH-转化为沉淀（用离子方程式和必要的文字说明）．
③电解后的溶液中c（Fe3+）为2.0×10-13 mol•L-1，则溶液中c（Cr3+）为3×10-6mol•L-1（已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Cr（OH）3]=6.0×10-31）．
（4）CrO3具有强氧化性，可用于查处酒驾，原理是在酸性条件下能将乙醇氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2（SO4）3]，则该反应的化学方程式为4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3CO0H+9H2O．
（5）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率（$\frac{固体样品剩余质量}{固体样品初始质量}$×100%）随温度的变化如右图所示，则B点时剩余固体的成分是Cr2O3（填化学式）．
20．29届奥运会和24届大冬会上由烟花形成的“历史足迹”、“奥运五环”和“24”都是令人赞不绝口的，其中与绿色奥运五环相关的是（　　）
A．锂盐B．钠盐C．钙盐D．铜盐
10．下列图示实验合理的是（　　）
A．图1吸收多余的NH3
B．图2为比较NaHCO3、Na2CO3相对热稳定性
C．图3为配制一定物质的量浓度的硫酸溶液
D．图4为制备并收集少量NO2气体
17．有下列物质：①Fe　②Na2O　③CO2　④Cu（OH）2　⑤MgCl2⑥NH4Cl　⑦H2SO4　⑧C2H5OH（酒精）⑨CO⑩蔗糖（用序号作答）
（1）按组成分类，属于单质的是①；属于酸性氧化物的是③；属于碱性氧化物的是②；属于碱的是④；属于盐的是⑤⑥．属于酸的是⑦．
（2）上述十种物质中，其中属于电解质的有②④⑤⑥⑦，属于非电解质的有③⑧⑨⑩．
（3）写出上述物质中有硫酸参与的复分解反应的化学方程式Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O；Cu（OH）2+H2SO4=CuSO4+H2O．
14．可以用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是（　　）
A．氯化铁溶液    溴水B．碳酸钠溶液   溴水
C．酸性高锰酸钾溶液   溴水D．酸性高锰酸钾溶液    氯化铁溶液
15．一定质量的无水乙醇完全燃烧时释放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收，可得2mol CaCO3沉淀，则完全燃烧1mol无水乙醇释放出的热量是（　　）
A．0.5QB．QC．2QD．5Q

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