2022年高中化學 第四章《材料家族中的元素》教案 魯科版必修1

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1、2022年高中化學 第四章《材料家族中的元素》教案 魯科版必修1 ▲章末知識回顧 硅的性質(zhì) 二氧化硅的性質(zhì) 無機非金屬材料 元素與材料世界 硅 無機非金屬材料 鋁 金屬材料 復合材料 半導體材料與單質(zhì)硅 二氧化硅與光導纖維 硅酸鹽與無機非金屬材料 鋁與鋁合金 金屬與金屬材料 復合材料的組成 在生產(chǎn)生活、航空、航天中常見的復合材料 鋁及其化合物 金、銀、銅 認識復合材料 形形色色的復合材料

2、 結構圖表 知識歸納 一、無機非金屬材料 1、硅 （1）存在、物理性質(zhì)、用途 硅在自然界只以化合態(tài)存在。晶體硅呈灰黑色，有金屬光澤，硬而脆，熔點很高（1410℃），是良好的半導體材料。硅可用來制造集成電路，太陽能電池，硅整流器等。硅合金可用來制造變壓器鐵芯，耐酸設備等。 （2）化學性質(zhì) ①相對穩(wěn)定性：在常溫下，硅的化學性質(zhì)不活潑，不與O2、Cl2、H2SO4、HNO3等發(fā)生反應。 ②弱還原性：在常溫下，能與F2、HF和強堿反應。例如：Si + 2NaOH + H2O ＝Na2SiO3 + 2H2↑；Si + 2F2 ＝Si

3、F4；Si + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2↑。在加熱時純硅與某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應。如研細的硅能在氧氣中燃燒：Si + O2 SiO2 （3）硅的制備 在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方法可制得含少量雜質(zhì)的粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，將粗硅提純后，可以得到半導體材料的高純硅。 2、二氧化硅 （1）物理性質(zhì)：純凈的二氧化硅晶體呈無色，熔點高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶劑。 （2）化學性質(zhì)： ①酸性氧化物的通性：在常溫時可以與堿溶液緩慢反應生成鹽和水：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2 O；②在高溫下可與堿性氧化物反應：SiO2＋CaOCaSiO3

4、 ②二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應： Si O2＋4HF ＝ SiF4↑＋2H2O ③弱氧化性：如在高溫時，二氧化硅中的硅可以被碳置換出來。 （3）用途：二氧化硅可用于石英表、石英玻璃、建筑材料、電子部件、光學儀器、工藝品和眼鏡片、精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品、光導纖維等。 3、光導纖維：光導纖維，簡稱“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來傳導光線的透明度極高的玻璃細絲。光導纖維是用石英玻璃制造的，具有信息容量大，抗干擾性能好，通信損耗低等優(yōu)點。 4、玻璃 原料：生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿（Na2CO3），石灰石（CaCO3）和石英（SiO2 ）。 反應原理：將粉碎混勻的原

5、料加強熱使之熔化，發(fā)生復雜的物理化學變化，冷卻即成玻璃。其中主要化學反應是： CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑； Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2 ↑ 5、水泥 （1）普通水泥的主要成分為硅酸三鈣（3CaO·SiO2），硅酸二鈣（2CaO·SiO2）和鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）等。 （2）水泥的特點是水泥具有水硬性，與水攙和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬。 （3）混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用鋼筋作結構，這就是通常所說的鋼筋混凝土。 6、新型無機非金屬材料：如高溫結構陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。 二、無機金屬材料

6、1、鋁 （1）物理性質(zhì)：硬度較小，銀白色、質(zhì)輕，有很好的延展性和導電性。 （2）化學性質(zhì) ①與氧氣反應：常溫下，鋁被空氣中的氧氣氧化，表面生成一層致密的氧化物薄膜，失去金屬光澤。點燃時，金屬鋁可以在氧氣中燃燒：4Al＋ 3O2 2Al2O3 ②與氯氣、硫等非金屬反應： 2Al＋3Cl2 2AlCl3；4Al＋3S 2Al2S3 ③與非氧化酸反應，有氫氣生成：2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑。 ④與氧化酸反應，無氫氣生成： Al＋4HNO3 (稀)＝Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O（注意：Al遇冷的濃硫酸、濃硝酸會鈍化，但加熱可反應。） ⑤與堿反應： 2Al＋2N

7、aOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ ⑥與金屬氧化物的反應（鋁熱反應）： 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 2、金、銀、銅 （1）物理性質(zhì)：它們都具有金屬的通性，但顏色不同。 （2）化學性質(zhì)：金、銀、銅都屬于不活潑金屬，相對而言，其活潑程度依次增強。 金是最穩(wěn)定的金屬之一，在高溫下也不能與氧氣反應，不能被硝酸等強氧化性酸氧化。但金能溶解在王水中。銀雖然不能與鹽酸、稀硫酸反應，但卻能溶解在硝酸等強氧化性酸中。相對而言，銅最活潑，如： ①在加熱或點燃條件下可與氧氣、氯氣、硫等非金屬反應； ②可與濃硫酸、硝酸等強氧化性酸反應； ③可與鹽溶液反應：Cu＋2FeCl3

8、＝CuCl2＋2FeCl2 ④在空氣中可銹蝕：2Cu＋O2＋H2O＋CO2 ＝Cu2(OH)2CO3 （3）用途：它們廣泛的應用于首飾、電子工業(yè)、有機合成、能源開發(fā)、材料制造、建筑用水管等。 3、其它金屬材料：如鈦、鈾、镅等。 4、合金 （1）合金：合金是指兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 一般來說，合金的性能優(yōu)于純金屬，合金的熔點比它的各成分金屬熔點都低，硬度比它的各成分金屬大。但合金的性質(zhì)并不是各成分金屬性質(zhì)的總和。 （2）常見的合金 ①金屬鋁中加入其他元素如銅、鎂、硅、鋅、鋰等，即形成各種性能優(yōu)良的鋁合金。鋁合金具有密度小、強度高、塑性

9、好、易于成形、制造工藝簡單、成本低廉等特點，并且表面易形成致密的氧化物保護膜而具有一定的抗腐蝕能力。鋁合金主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸及電子行業(yè)。 ②鋼鐵 a生鐵：含碳量2％－4.3%，硬度大，但較脆且不易機械加工。 b普通鋼：含碳量0.03%－2%，增加了鐵錳等元素，改善了鐵的性能，但易銹蝕。 c不銹鋼：在普通鋼基礎上，加入鉻鎳等元素，含鉻在一般在12％以上，在空氣中能保持金屬光澤，且有不生銹的特性。 5、幾種重要的化合物 （1）氧化鋁 ①物理性質(zhì)：白色固體，不溶于水，熔點高。 ②化學性質(zhì)：氧化鋁具有不同于一般氧化物的性質(zhì)，既與強酸反應也與強堿反應，屬于兩性氧化物。

10、 Al2O3 ＋6HCl＝ 2AlCl3 ＋3H2O；Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4] （2）氫氧化鋁 ①物理性質(zhì)和用途：Al(OH)3是幾乎不溶于水的白色膠狀固體，具有吸附性?？勺鲀羲畡┖蜕匚絼?。 ②化學性質(zhì)：與Al2O3一樣，既與酸反應又與堿反應，具有兩性，屬于兩性氫氧化物。 ①與酸反應：Al(OH)3 ＋3HCl＝AlCl3 ＋3H2O（Al(OH)3 ＋3H+＝Al3+＋3H2O） ②與堿反應：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]（Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－） 另外，Al(OH)3還具有難溶性氫氧化物的通性，即受

11、熱易分解：2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O ③Al(OH)3的制?。杭纯捎娩X鹽與可溶性弱堿氨水反應，又可用向四羥基合鋁酸鹽溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3：Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+； 2[Al(OH)4]－＋CO2＝2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O。 說明：一般不用強酸，因為強酸的量控制不當會使制得的Al(OH)3溶解： [Al(OH)4]－＋H+＝Al(OH)3↓＋H2O；Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O （3）氧化銅 ①氧化銅有金屬氧化物的性質(zhì)： CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2O ②氧化銅具有弱氧化性，可與某些

12、還原劑反應。 ③氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應： 4CuO 2Cu2O＋O2↑ 三、復合材料 1、定義：將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而成的材料稱為復合材料。 2、組成：復合材料由兩部分組成，一部分稱為基體，在復合材料中起黏結作用；另一部分稱為增強體，在復合材料中起骨架作用。 3、分類：按基體分類，可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料和陶瓷基復合材料。按增強體分，可分為顆粒增強復合材料、夾層增強復合材料和纖維增強復合材料。 4、優(yōu)點：材料復合后，既保持了原有材料的特點，又使各組分之間協(xié)同作用，形成了優(yōu)于原材料的特性。又可以充分利用能源、節(jié)約能源。 5、常見的復合材料：如玻

13、璃鋼、碳纖維增強復合材料、航空、航天領域中的復合材料等。 ▲ 本章專題探究 兩步反應 到現(xiàn)在為止，必修1的內(nèi)容已經(jīng)結束，從整個高中化學來看，無機元素化合物的知識已經(jīng)基本完成。在這期間，我們學習了大量的化學反應。其中，有部分反應與“量”有關，即加入少量的試劑與加入過量的試劑時得到的產(chǎn)物不同。如在四羥基合鋁酸鈉溶液中加入少量的鹽酸，可生成氫氧化鋁沉淀，但如果加入過量的鹽酸，則生成鋁離子：[Al(OH)4]－＋H+＝Al(OH)3↓＋H2O；Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O。由于反應分兩步進行，因此，該類反應被稱為“兩步反應”。由于這類反應特別能體現(xiàn)同學們對知識的理解情

14、況，以及對考試大綱的“分類討論”的思想。所以，以這類化學反應為基礎的多種題型，如無試劑鑒別問題、離子方程式判斷正誤問題、離子共存問題、討論型計算題等。 ［例題］在50 mL b mol·L－1 AlCl3溶液中加入50 mL a mol·L－1的NaOH溶液。試問： （1）當a≤3b時生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是_______________． （2）當a、b滿足什么條件時，無沉淀生成？ （3）當a、b滿足什么條件時，先有沉淀生成后沉淀部分溶解？ 研析：AlCl3與NaOH間存在下列兩種反應： ①AlCl3＋3NaOH＝Al(OH)3↓＋3NaCl ②AlCl3＋4NaOH

15、＝Na[Al(OH)4]＋3NaCl （1）a≤3b時，只發(fā)生反應①，NaOH不足或恰好完全反應。 n［Al(OH)3］＝1/3n(NaOH)＝1/3×0.050 L×a mol·L－1＝a mol （2）當只有②反應發(fā)生時，無沉淀生成，此時AlCl3不足或恰好完全反應。 n(NaOH)≥4n(AlCl3) 50 mL×a mol·L－1≥4×50 mL×b mol·L－1 a≥4b （3）當①②兩反應都發(fā)生時，先有沉淀生成，后沉淀部分溶解。此時，a、b關系介于以上兩種情況之間。即：3b

16、們已經(jīng)學過的常見的兩步反應有： ① SO2＋NaOH＝NaHSO3；SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O ② CO2＋NaOH＝NaHCO3；CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O ③ H2S＋NaOH＝NaHS；H2S＋2NaOH＝Na2S＋H2O ④ 2H2S＋O2 2S＋2H2O；2H2S＋3O2 2SO2＋2H2O ⑤ C＋O2CO2；2C＋O22CO ⑥ FeO＋CFe＋CO↑；2FeO＋C2Fe＋CO2↑ ⑦ CuO＋CCu＋CO↑；2CuO＋C2Cu＋CO2↑ ⑧ 2[Al(OH)4]－＋CO2＝2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O；[Al(OH)4]

17、－＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－ ⑨ AlCl3＋3NaOH＝Al(OH)3↓＋3NaCl；AlCl3＋4NaOH＝NaAlO2＋3NaCl＋2H2O ⑩ [Al(OH)4]－＋H+＝Al(OH)3↓＋H2O；[Al(OH)4]－＋4 H+＝Al3+＋4H2O 綜合能力探究演練 （時間60分鐘，滿分100分） 一、選擇題（45分） 1．金屬中導電性能最強的是 A．銅 B．銀 C．鋁 D．鐵 1．研析：金屬的導電性由強到弱依次為銀、銅、鋁、鐵。 答案：B。 2．鋁熱劑中鋁的作用是 A．催化劑

18、 B．氧化劑 C．還原劑 D．填充劑 2．研析：鋁是一種金屬，在反應中化合價升高，作為還原劑來參加反應，鋁是常見的還原劑。 答案：C。 3．下列物質(zhì)中，不屬于合金的是 A．黃銅 B．水銀 C．鋼鐵 D．硬鋁 3．研析：水銀就是汞單質(zhì)，而合金中含有幾種元素，如鋼鐵是鐵的碳合金。 答案：B。 4．下列物質(zhì)中，屬于新型無機非金屬材料的是 A．鋼化玻璃 B．碳化硼玻璃 C．光導纖維

19、 D．硼酸鹽玻璃 4．研析：新型無機高分子材料的品種較多：如高溫結構陶瓷和光導纖維等，其中如氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等屬于高溫結構陶瓷。 答案：B、C。 5．過量的泥沙、純堿、生石灰熔化后生成：①水泥 ②玻璃 ③瓷器 ④混凝土 ⑤一種硅酸鹽產(chǎn)品 A．①和④ B．②和⑤ C．③ D．② 5．研析：水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3，其生產(chǎn)原料為粘土、石灰石。陶瓷屬于硅酸

20、鹽產(chǎn)品，其主要原料是粘土?；炷潦撬唷⑺槭蜕白拥幕旌衔?。 泥沙的主要成分是SiO2，與純堿（Na2CO3）、生石灰（CaO）熔化后發(fā)生如下反應： SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaOCaSiO3 而Na2SiO3、CaSiO3與SiO2的熔合物即玻璃，且玻璃是一種硅酸鹽產(chǎn)品。 答案：B。 6．鎂、鋁、銅三種金屬粉末混合物，加入過量鹽酸充分反應，過濾后向濾液中加入過量燒堿溶液，再過濾，濾液中存在的離子有 A．[Al (OH)4]－ B．Cu2+ C．Al3+ D．Mg2+ 6．研析：審題是關鍵,

21、 此題問的經(jīng)過一系列反應后，濾液中存在的離子，對本題反應過程應有清楚的分析：混合物中加入過量鹽酸充分反應后，濾液中含有Mg2+、Al3+、H+；銅不溶解。在濾液中加入過量燒堿溶液后，濾液中含[Al (OH)4]－，沉淀為氫氧化鎂。 答案：A。 7．某溶液中有Cu2+、NH4+、Fe2+和Al3+四種離子，若向其中加入過量的氫氧化鈉溶液，微熱并攪拌，再加入過量鹽酸，溶液中大量減少的陽離子是 A．Cu2+ B．NH4+ C．Fe2+ D．Al3+ 7．研析：溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液后，四種離子分別轉化為氫氧化銅沉淀、一水合氨、氫

22、氧化亞鐵沉淀、四羥基合鋁酸鈉。微熱并攪拌后，氫氧化銅沉淀、四羥基合鋁酸鈉無變化，而一水合氨部分分解并揮發(fā)出氨氣，氫氧化亞鐵沉淀轉化為氫氧化鐵沉淀。再加入過量鹽酸后，NH4+、Fe2+大量減少。 答案：B、C。 8．下列反應的離子方程式正確的是 A．石英與燒堿溶液共熱：SiO2＋2OH－SiO32－＋H2O B．在氯化鋁溶液中滴加過量的氨水：Al3＋＋4 OH－＝[Al (OH)4]－ C．在氫氧化鈉溶液中通入過量的CO2：2OH－＋CO2＝CO32－＋H2O D．在稀鹽酸中滴加過量的硅酸鈉溶液：SiO32－＋2H＋＋H2O＝H4SiO4↓ 8．研析：A體現(xiàn)出SiO2酸性氧化物的性

23、質(zhì)，D為強酸制弱酸，二者都是正確的。B項有兩個錯誤：氨水是弱堿，不能拆開寫；因為氫氧化鋁不溶于氨水，因此，無論氨水過量與否，都生成氫氧化鋁，不能生成[Al (OH)4]－。C項應該生成碳酸氫根離子，而不是CO32－。 答案：A、D。 9．常溫下，下列不發(fā)生反應的一組物質(zhì)是 ① 硅與NaOH溶液 ②硅與鹽酸 ③ 硅與氫氟酸 ④ 二氧化硅與碳酸鈉 ⑤ 二氧化硅NaOH溶液 ⑥ 二氧化硅與濃硝酸 A．①②④ B．③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑥ 9．研析：硅的化學性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下除了與氟氣、氫氟酸、和強堿外，它不易與其他物質(zhì)如氫氣、氧氣、氯氣等反應。 答案：

24、D。 10．有一根粗鋁條含鐵和硅兩種雜質(zhì)。取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的H2，則該粗鋁中鐵和硅的關系正確的是 ①物質(zhì)的量之比為2∶1 ②物質(zhì)的量之比為3∶1 ③質(zhì)量之比為2∶1 ④質(zhì)量之比為4∶1 A．②④ B．②③ C．①④ D．只有④ 10．研析：鋁與稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液都反應并放出等量的氫氣，由此不難推出，硅與稀氫氧化鈉溶液反應放出的氫氣與鐵與稀鹽酸反應放出的氫氣相等。根據(jù)關系式Si——2H2；Fe——H2得：鐵和硅的物質(zhì)的量之比為2∶1，質(zhì)量之比為4∶1。 答案：C。 11

25、．高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是 A．7，2 B．5，4 C．6，3 D．3，6 11．研析：根據(jù)總的化合價為零，有： 2×（＋3）＋2×（＋4）＋x×（－2）＋y×（－1）＝0，化簡得：2x＋y＝14，將選項代入求解，只有B選項適合。 答案：B。 12．飛機，火箭的機翼和機身以及導彈的殼體，尾翼中的復合材料是 A．金屬基復合材料 B．樹脂基復合材料 C．絕緣基復合材料 D．智能復合材料 12．研析：

26、飛機、火箭的機翼和機身以及導彈的殼體、尾翼中的復合材料大多以纖維為增強體、金屬為基體的復合材料。作為增強體的纖維是碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維和氧化鋁纖維等耐熱性好的纖維，作為基體的金屬用得較多的是鋁、鎂、鈦等密度小的輕金屬。這類材料的特點是耐高溫、強度高、導電性和導熱性好，不吸濕，不易老化。 答案：A。 13．下列復合材料對應的性能正確的是 序號 復合材料 可能的性能 A 金屬；C 強度高，抗沖擊，絕緣性好，耐熱溫度低于300℃ B 陶瓷；SiO2 耐1600℃以上高溫，強度高，密度小 C 合成樹脂；SiO2、Al2O3、MgO 耐酸堿，化學穩(wěn)定性好，強度高，密度小

27、，韌性好 D 合成樹脂；C 耐高溫，強度高，導電性好，導熱性好 13．研析：金屬與C的復合材料具有耐高溫，強度高，導電性好，導熱性好的特點；陶瓷與SiO2的復合材料具有耐1600℃以上高溫，強度高，密度小的特點；合成樹脂與SiO2、Al2O3、MgO的復合材料具有強度高，抗沖擊，絕緣性好，耐熱溫度低于300℃的特點；合成樹脂與C的復合材料具有耐酸堿，化學穩(wěn)定性好，強度高，密度小，韌性好的特點。 答案：B。 14．工業(yè)上，常用Mg還原法制取金屬Ti，反應原理如下：2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti。下列說法正確的是：①該反應屬于置換反應；②該反應屬于氧化還原反應；③該反應表明Mg比

28、Ti活潑；④Ti被譽為“21世紀的金屬”，在航天工業(yè)上有廣泛用途。 A．只有①② B．只有③④ C．只有①②③ D．全部 14．研析：在置換反應中通常為活潑的金屬在一定條件下能將不活潑的金屬置換出來，在氧化還原反應中的規(guī)律為還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物，因此，①②③都是正確的。至于④則屬于常識性問題：金屬Ti的機械強度高、密度小、抗蝕力強，被譽為“21世紀的金屬”，④也是正確的。 答案：D。 15．將物質(zhì)X逐漸加入Y溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量n2與所加X的物質(zhì)的量n1的關系如圖4—1所示．符合圖所示情況的是 ? A B C D X

29、 NaOH AlCl3 HCl Na[Al (OH)4] Y AlCl3 NaOH Na[Al (OH)4] HCl 15．研析：A隨著NaOH溶液的加入先后發(fā)生以下兩個反應：Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓(沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值)；Al(OH)3＋OH－＝[Al (OH)4]－（沉淀物質(zhì)的量由最大值降為0）。兩個反應中消耗的NaOH物質(zhì)的量之比為3∶1，與題圖不符。 B隨著AlCl3溶液的加入先后發(fā)生以下兩個反應：Al3＋＋4OH－＝[Al (OH)4]－（不產(chǎn)生沉淀）；Al3＋＋3[Al (OH)4]－＝4Al(OH)3↓（沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值）。兩個

30、反應中消耗AlCl3物質(zhì)的量之比為3∶1，與題圖也不符。 C隨著鹽酸的加入先后發(fā)生以下兩個反應：H＋＋[Al (OH)4]－＝Al(OH)3↓＋H2O （沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值）；3H＋＋Al(OH)3＝Al3＋＋3H2O(沉淀物質(zhì)的量由最大值降為0)．兩個反應中消耗鹽酸物質(zhì)的量之比為1∶3，符合題圖。 D隨著Na[Al (OH)4]溶液的加入先發(fā)生以下反應：[Al (OH)4]－＋4H＋＝Al3＋＋4H2O（不產(chǎn)生沉淀）；待鹽酸耗盡發(fā)生Al3＋＋3[Al (OH)4]－＝4Al(OH)3↓的反應（沉淀物質(zhì)的量由0增至最大值）。兩個反應消耗Na[Al (OH)4]物質(zhì)的量之比為1∶3，

31、與題圖也不符。 答案：C。 二、非選擇題（55分） 16．（10分）（1）有下列A～F六種試劑，它們的性質(zhì)不同，選用的試劑瓶也不相同，請指出它們分別選用什么樣的試劑瓶。 A．二氧化硅 B．硝酸銀晶體 C．氯水 D．氫氟酸 E．濃H2SO4 F．NaOH溶液 （2）下列反應中，SiO2表現(xiàn)什么化學性質(zhì)？ ①SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；②SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ ③SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；④SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 16．研析：（1）一般，選擇試劑瓶的原則為：固體放在廣口瓶中，液體放在細口瓶中，見光易分

32、解或變質(zhì)的放在棕色瓶中，堿性溶液放在橡皮塞試劑瓶中，強氧化性物質(zhì)放在玻璃塞試劑瓶中，氫氟酸由于與玻璃中的SiO2反應而不能放在玻璃瓶中。（2）SiO2是一種高熔點、沸點的酸性氧化物、除具有酸性氧化物的通性、弱氧化性外，還具有一些特性。 答案：（1）A．廣口瓶 B．棕色廣口瓶 C．棕色磨砂玻璃塞細口瓶 D．細口塑料瓶 E．磨砂玻璃塞細口瓶 F．橡皮塞細口瓶 （2）①酸性氧化物的通性；②將揮發(fā)性酸酐從其鹽酸中代換出來；③弱氧化性；④作為玻璃的成分被分解而使玻璃能雕刻。 17．（8分）某無色透明溶液跟金屬鋁反應放出H2。試判斷下列離子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO

33、42－、SO32－、HCO3－、OH－、NO3－，在下列兩種情況下何者能存在于溶液中。 （1）當生成Al3＋時，可能大量存在 。 （2）當生成[Al (OH)4]－時，可能存在 。 17．研析：因溶液無色首先排除Cu2＋的存在。與Al反應放出H2的溶液，可能是強酸性溶液，也可能是強堿性溶液。Al與強酸或堿溶液反應的化學方程式為： 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑； 2Al＋2OH－＋6H2O＝[Al (OH)4]－＋3H2↑ （1）生成Al3＋時，溶液

34、為強酸性溶液，溶液中存在大量H＋，則弱酸根(SO32－、HCO3－)和OH－不能共存，NO3－也不存在，否則Al與稀HNO3反應不產(chǎn)生H2；這樣，陰離子只剩SO42－，SO42－一定存在；溶液中有SO42－，則Ba2＋和Ag＋不能大量存在；Mg2＋可能大量存在． （2）當生成[Al (OH)4]－時，溶液為強堿溶液，一定存在大量OH－，有OH－則無Mg2＋、H＋、Ag＋和HCO3－；這樣，陽離子只剩Ba2＋，有Ba2＋則無SO32－、SO42－,NO3－可能存在。 答案：（1）H＋、Mg2＋、SO42－ （2）OH－、Ba2＋、NO3－ 18．（8分）某科研小組，用含有少量的CaO和

35、Fe2O3的高嶺土（主要成分：Al2O3·2SiO2·2H2O）來研制新型凈水劑，其實驗方案如下：將土樣和純堿混合均勻，加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊，過濾棄去殘渣，濾液用鹽酸酸化，經(jīng)過濾，分別得到沉淀和溶液，溶液即是凈水劑。 （1）土樣和純堿混合均勻，加熱熔融時，土樣中的主要成分與純堿反應的化學方程式為： ① ；②Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑。 （提示：NaAlO2易溶于水并轉化為Na[Al (OH)4]） （2）最后得到的沉淀物是 ，生成沉淀的離子方程式為

36、 。 （3）實驗室中常備的坩堝有瓷坩堝，氧化鋁坩堝和鐵坩堝，本實驗熔融土樣時應選用 坩堝。 18．研析：這是一道信息給予題，根據(jù)題示情境分析：（1）高嶺土熔化時，其成分中的SiO2和Al2O3與Na2CO3反應生成Na2SiO3和NaAlO2。（2）熔塊加水使Na2SiO3和NaAlO2溶解與其他雜質(zhì)分離，在過濾后的濾液中加入鹽酸則使Na2SiO3、Na[Al (OH)4]分別與過量的鹽酸反應，生成H4SiO4沉淀和AlCl3溶液，過濾得濾液即為凈水劑。（3）因為瓷坩堝中含有SiO2，氧化鋁坩堝主要成分是Al2O3，它們都能與Na2CO3在高溫下發(fā)生反應，故熔融樣

37、品時只能用鐵坩堝。 答案：（1）SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑（2）H4SiO4；2H＋＋SiO32－＋H2O＝H4SiO4↓（3）鐵 19．（12分）在半導體工業(yè)中，有一道工序叫燒氫。燒氫的工藝流程如下圖所示。工作時，是將石英管D出口處氫氣點燃。半導體硅片、焊片和金屬零件從石英管口送入加熱區(qū)，在氫氣還原氣氛中加熱使焊片熔化，將單晶硅與金屬零件焊接在一起。焊接后再將零件拉至冷卻區(qū)，冷卻后取出。燒氫工藝中的氫氣純度要求極高，工業(yè)氫氣雖含量達99.9%，但仍含有極微量的水蒸氣和氧氣，所以點燃氫氣前應檢驗氫氣的純度。試回答下列問題： （1）裝置B的作用是

38、 ；B中發(fā)生反應的化學方程式是 。 （2）裝置C中的物質(zhì)是 ；C的作用是 。 （3）點燃氫氣前將E(帶導管膠塞)接在D出口處，目的是 。 （4）裝置A是安全瓶，可以防止氫氣燃燒回火，引起爆炸，其中填充大量純銅屑的作用是 。 19．答案：（1）除去氧氣；2Cu+O2 2CuO；CuO+H2 Cu+H2O。（2）無水CaCl2（或堿石灰）；吸收水蒸氣。（3）檢驗氫氣純度。（4）大量的銅屑可以吸收

39、熱量，降低溫度。 20．（8分）某混合物A含有KAl (SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現(xiàn)下列物質(zhì)之間的變化： 據(jù)此判斷： （1）固體E所含物質(zhì)的化學式為 。 （2）反應③的化學方程式為 。 （3）反應①的離子方程式為 。 （4）反應②的離子方程式為 。 20．答案：（1）K2SO4、(NH4)2SO4 （2）2Al＋Fe2O3

40、2Fe＋Al2O3 （3）Al2O3＋2OH－＋3H2O＝2[Al(OH)4]－ （4）Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+ 21．（9分）有一鋁粉和Fe3O4粉末組成的鋁熱劑，在隔絕空氣的條件下加熱使之充分反應。將反應后所得混合物研細，并分成均勻的兩等份，在一份中加足量的氫氧化鈉溶液，另一份中加入足量的鹽酸，反應后，前者消耗m mol NaOH，放出氣體0.336 L；后者消耗n mol HCl，放出氣體V L，若將等質(zhì)量的鋁熱劑直接與足量稀硫酸作用，可得3.36 L氣體（上述氣體體積均已換算成標準狀況）。試求鋁熱劑中Al的質(zhì)量分數(shù)。 21．研析：（1）鋁熱劑直接與

41、H2SO4作用時產(chǎn)生氣體的反應如下： 2Al ＋ 3 H2SO4 ＝ Al2(SO4)3 ＋ 3 H2↑ 54.0 g 67.2 L m(Al) 3.36 L 列式可解得：m(Al)＝2.70 g 鋁熱反應后的混合物遇NaOH能放出H2，表明鋁熱反應Al剩余，則： 2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O ＝ 2Na [Al(HO)4] ＋ 3 H2↑ 54.0 g

42、 67.2 L m(Al) 0.336 L 列式可求得：m余(Al)＝0.540 g 鋁熱劑中Fe3O4的質(zhì)量可求： 3 Fe3O4 ＋ 8 Al 4 Al2O3 ＋ 9 Fe 696 g 216 g m(Fe3O4) 2.70g－0.540g 列式可求得：m(Fe3O4)＝6.96 g 則：w(Al)＝×100%＝28.0% 答案：28.0% 本章答案解析與研讀 教材章末習題（P128） 1．研析

43、：A項電荷數(shù)與氫原子數(shù)都沒有配平；C項的電荷數(shù)沒有配平；D項電荷數(shù)與氫、氧原子數(shù)都沒有配平。 答案：B 2．研析：石墨是易導電的物質(zhì)。 答案：C 3．研析：本題可逐項排除法。根據(jù)①，不能排除任何選項；根據(jù)②，可排除D項；根據(jù)③，可排除B項；根據(jù)④，可進一步排除A，因為鎂不能在冷濃硫酸中鈍化。 答案：C 4．A、C、E是金屬單質(zhì)，因為它們導電性好且延展性好。B、D是非金屬單質(zhì)，因為它們?nèi)埸c很低且不導電。 5． 特征 主要用途 鎢絲能承受高溫，但一受熱就會發(fā)光

44、 制造晶體管、集成電路 鈦制品非常輕，但非常堅固，不易變形 制造太空飛船和人造衛(wèi)星的部件 錫無毒，抗腐蝕能力又高 制造燈絲 硅的導電性介于導體和半導體之間 制造罐頭盒 6． （1）罐內(nèi)的二氧化碳氣體與NaOH溶液反應后，使罐內(nèi)氣壓明顯降低，在大氣壓的作用下，罐壁凹而癟。CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O （2）過一段時間后，鋁與氫氧化鈉溶液反應，生成了氫氣，罐內(nèi)氣壓由小變大，癟了的罐壁又重新鼓起。 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3

45、H2↑ 7．研析：在第（3）題中，配制無機銅殺菌劑波爾多液。已知幾種成分的質(zhì)量比，則它們的物質(zhì)的量之比為： n（CuSO4·5H2O）∶n（CaO）＝1/250∶0.56/56＝2∶5。 答案：（1）2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O；（2）×250 g·mol－1＝3.75 kg；（3）2∶5 8．青銅是銅和錫的合金，它的機械強度高、耐腐蝕、極耐磨。將銅制成合金，可以保持甚至強化單一金屬的長處，克服其不足，使得合金的性能一般優(yōu)于純金屬，如強度、硬度比單一金屬大，抗腐蝕能力一般比單一金屬強。 9．（1）鈦因其表面容易形成致密的氧化物保護膜使它不易跟其他物質(zhì)反應，而具有一

46、定的抗腐蝕能力，而且其密度小，還是一種“親生物金屬”。（2）C 10．略。 11． 普通玻璃 普通鋼 玻璃鋼 主要組成元素或物質(zhì) Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 Fe、C、Mn、Si等 玻璃纖維和合成樹脂 材料類別 傳統(tǒng)無機非金屬材料 金屬材料或合金 復合材料 性質(zhì)特點 無固定熔點、易軟化、易破碎 堅硬、有韌性、有彈性 重量輕、強度高、耐水、耐磨、耐腐蝕、產(chǎn)品美觀 用途 建筑材料、制化學儀器、窗玻璃、玻璃器皿等 制鋼軌、鋼絲、機器零件、刀具、建筑工業(yè)、化工生產(chǎn)、醫(yī)療器械制造 生產(chǎn)游樂車、運輸罐、餐桌、船體、汽車車身、印刷電路板、排水管道 12．略。