(共32张PPT)
第4章 材料家族中的元素
(45分钟 100分)
可能用到的相对原子质量 H-1 C-12 O-16
Na-23
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.(2010·鹤壁高一检测)硅在无机非金属材料中一直扮
演着重要角色,被誉为无机非金属材料的主角。下列物
品的制造用到硅单质的是( )
A.玻璃制品 B.石英钟表
C.计算机芯片 D.光导纤维
【解析】选C。玻璃制品的制造用到硅酸盐;石英钟表、光导纤维的制造用到二氧化硅;计算机芯片的制造用到硅单质。
2.下列关于金属铝及其化合物的叙述,正确的是( )
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝不能与氯气反应
C.铝既能溶于酸又能溶于碱
D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应
【解析】选C。铝在常温下与O2能发生反应,生成一层致
密的氧化物薄膜,且铝也能与氯气反应,氧化铝是一种
两性氧化物,既能与酸反应,也能与强碱反应,所以答
案选C。
3.下列说法:①硅化学性质很稳定,因此硅在自然界中
以游离态形式存在;②二氧化硅和二氧化碳在物理性质
上有很大的差异;③二氧化硅是一种酸性氧化物,它不
与任何酸发生反应,正确的是( )
A.①②③ B.①②
C.①③ D.②
【解析】选D。虽然元素的存在形式与元素的化学性质
(活泼性)有关系,但要注意特例:①硅虽然化学性质
稳定,但在自然界中却以化合态(二氧化硅和硅酸盐)
形式存在;②二氧化硅晶体与二氧化碳的物理性质(如
熔、沸点)有很大的差异;③一般而言,酸性氧化物不
会和酸发生反应,像SiO2不会和HNO3、H2SO4等发生反
应,但它却很容易和氢氟酸反应:4HF+SiO2====SiF4↑
+2H2O,因此上述说法中只有②是正确的,故选D项。
4.要除去附着在铝件表面的铜镀层,应选用下列试剂中
的( )
A.稀盐酸 B.浓盐酸
C.浓硫酸 D.浓硝酸
【解析】选D。盐酸不管浓稀都不能与铜反应;浓硫酸
与铜的反应需要加热,在此条件下铝也被溶解;浓硝酸
在常温下就能将铜溶解除去,而铝由于钝化得以保护。
5.下列说法中正确的是( )
A.水晶和陶瓷的主要成分都属于硅酸盐
B.单质硅是制造光导纤维的材料
C.石英玻璃可以用来制造耐高温的化学仪器
D.工业上用盐酸刻蚀玻璃
【解析】选C。水晶是二氧化硅,二氧化硅是制造光导
纤维的材料,工业上用氢氟酸刻蚀玻璃,所以C是正确
的。
6.(双选)1 mol钠、镁、铝分别与50 mL 2 mol·L-1
的硫酸溶液反应,下列说法中,正确的是( )
A.镁、铝产生氢气一样多
B.钠放出氢气最多
C.铝最终产生氢气最多
D.产生氢气的量无法比较
【解析】选A、B。钠可与水反应产生H2,故钠放出氢气
最多;镁、铝与硫酸反应中镁和铝均过量,产生的氢气
根据硫酸的量来计算,故一样多。
7.将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol·L-1的某溶液
中有氢气产生,充分反应后有金属剩余,该溶液可能为
( )
A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液
C.H2SO4溶液 D.HCl溶液
【解析】选D。若原溶液为酸,因n(酸)=0.2 L×
2.0 mol·L-1=0.4 mol,设酸的元数为n,则若充分反
应后有H2放出后金属有剩余,则 >
0.4 mol×n,所以n<1.5,即n=1,由于Al与HNO3溶液
作用不放出H2,故只能选HCl溶液。
若为碱
Ba(OH)2 + 2Al+6H2O====Ba[Al(OH)4]2+3H2↑
1 2
n[Ba(OH)2]
故n[Ba(OH)2]=0.1 mol,而给出的溶液的物质的量
都是0.2 L×2.0 mol·L-1=0.4 mol,故此溶液不是
Ba(OH)2溶液。
8.“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设
计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物。
下列化学反应符合“绿色化学”理念的是( )
A.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O
B.CuSO4:2Cu+O2====2CuO;CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O
C.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
D.制Cu(NO3)2:3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【解析】选B。生成一样多的CuSO4,A中消耗H2SO4多且
生成污染气体SO2。C、D中均消耗HNO3多且生成污染气体
NO2或NO。B中原子利用率高,且产物无污染。
△
9.(2010·西安高一检测)将1.8 g某金属与足量盐酸
充分反应,产生2.24L H2(标准状况下),则该金属
是( )
A.Al B.Mg C.Fe D.Zn
【解析】选A。可设该金属为X,若为二价金属,则有
,则金属摩尔质量M= =18g·mol-1,
选项B、C、D都不符合;若为三价金属Al,则有 ,则此时m(Al)= mol×27 g·mol-1
=1.8 g,故选A。
10.向明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中滴入Ba(OH)2溶
液时,当SO42-沉淀完全时,铝元素的存在形式是( )
A.一部分为Al(OH)3沉淀,一部分以Al3+形式存在于溶
液中
B.一部分为Al(OH)3沉淀,一部分以[Al(OH)4]-形式
存在于溶液中
C.全部为Al(OH)3沉淀
D.几乎全部以[Al(OH)4]-存在于溶液中
【解析】选D。明矾为KAl(SO4)2·12H2O,其水溶液中Al3+与SO42-的物质的量之比为1∶2,即Al3+为1 mol时,SO42-为2 mol,当SO42-沉淀完全时,需Ba(OH)2 2 mol;而此时由于Al3++4OH-====[Al(OH)4]-,故Al3+全部转化成[Al(OH)4]-。
11.(2010·东北师大附中高一检测)汉代器物上的
颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世
纪80年代科学家进行超导材料研究时,偶然发现其成分
为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu为+2
价),下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A.用盐的形式表示:BaSiO3·CuSiO3
B.用氧化物形式表示:BaO·CuO·2SiO2
C.易溶于强酸和强碱
D.性质稳定,不易退色
【解析】选C。由物质各元素的化合价总和为0可得
x=6,也就得出A、B是正确的,这种物质是由两种盐构
成的一种复盐,可与酸反应,但不能与碱反应,所以
C是错误的。
12.(双选)(2010·淮安高一检测)某溶液中有NH4+、
Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧
化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量
减少的阳离子是( )
A.Mg2+ B.NH4+
C.Al3+ D.Fe2+
【解析】选B、D。加入过量的氢氧化钠溶液后,Fe2+会
与OH-结合成Fe(OH)2,进而被氧化成Fe(OH)3,与盐酸反
应后生成了Fe3+,而NH4+与OH-加热反应后生成NH3挥发
掉一部分,另外两种离子不变,所以答案选B、D。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)下列图像中,纵坐标为沉淀物的量,横坐
标为某溶液中加入反应物的物质的量,试按题意将相应
的字母序号填入表中:
【解析】氯化铝溶液加入过量氨水开始就生成沉淀,且
沉淀量不变;饱和石灰水通入过量CO2气体开始就生成
沉淀,然后沉淀溶解,且两部分二氧化碳的用量相等;
含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液通入过量CO2气体,
CO2先和NaOH反应,后与Na[Al(OH)4]反应生成沉
淀,且沉淀量不再变化,但是加入稀盐酸沉淀最终会溶
解。
答案:C B D E
14.(12分)用镁铝合金的废料、稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液制取MgCl2溶液和Al2(SO4)3溶液,若只允许通过四步反应来完成,依次写出反应的化学方程式。
(1)______________________________________。
(2)______________________________________。
(3)______________________________________。
(4)______________________________________。
【解析】从铝溶于NaOH而镁不能的性质出发,考虑先加NaOH把Al溶解,生成Na[Al(OH)4],过滤出镁。再分别与H2SO4和HCl反应。
答案:(1)2Al+2NaOH+6H2O====2Na[Al(OH)4]
(2)Mg+2HCl====MgCl2+H2↑
(3)2Na[Al(OH)4]+H2SO4====
Na2SO4+2Al(OH)3↓+2H2O
(4)2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+6H2O
15.(13分)根据如图所示各物质之间的转化关系,回答下列有关问题。
(1)写出A、B、C、D各物质的化学式。
A______,B_____,C_____,D______。
(2)写出D→A的化学方程式:
____________________________。
(3)写出下列变化的化学方程式:
D→B__________________________________;
B→C__________________________________。
【解析】与O2反应且又与NaOH溶液反应的首先考虑Al和Si,从而打开突破口。又考虑到D和碳高温下生成A,排除Al。故A为Si,D为SiO2,B为Na2SiO3,C为H2SiO3,从而顺利解答本题。
答案:(1) Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2
(2)SiO2+2C====Si+2CO↑
(3)SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3
高温
16.(15分)下图所示为除去铝土矿(Al2O3)粉中少量
Fe2O3及SiO2等杂质,制得纯净Al2O3的两种合理途径
(所加试剂均稍过量)。请按要求分析并回答有关问题。
(Ⅰ)已知:途径一中a试剂为盐酸。
(1)请写出b、c、d、e的化学式:
b_____,c______,d______,e_____。
(2)写出滤液f所含离子的化学式____________。
(3)写出滤液g与过量e试剂反应的离子方程式_____
______________________________。
(Ⅱ)已知:途径二中a试剂为氢氧化钠溶液。
(4)请写出b、c、d、e的化学式:
b_____,c______,d______,e_______。
(5)写出滤液f所含离子的化学式_____________。
(6)写出滤液g与过量e试剂反应的离子方程式____
________________________________。
【解析】(Ⅰ)如a为盐酸,则SiO2不溶解,Fe2O3和Al2O3溶解,滤渣b为SiO2,滤液f为FeCl3和AlCl3,再加过量NaOH溶液,得Fe(OH)3沉淀和Na[Al(OH)4],过滤后再向Na[Al(OH)4]中通过量CO2得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解生成Al2O3。
(Ⅱ)如a为过量NaOH溶液,则Fe2O3不溶解,Al2O3和SiO2溶解生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3,再加过量盐酸生成AlCl3和H2SiO3沉淀,再向AlCl3中加过量NH3·H2O,得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3沉淀受热分解生成Al2O3。
答案:(Ⅰ)(1)SiO2 NaOH Fe(OH)3 CO2
(2)Al3+、Fe3+、H+、Cl-
(3)[Al(OH)4]-+CO2====Al(OH)3↓+HCO3-
(Ⅱ)(4)Fe2O3 HCl H2SiO3 NH3·H2O
(5)[Al(OH)4]-、SiO32-、Na+、OH-
(6)Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4+