Question

材料是當代社會發展的重要支柱之一．

（1）鎂鋁合金是制造汽車、飛機外殼的重要金屬材料．
①鋁原子結構示意圖為

 

，焊接鎂鋁合金時使用的保護氣是

 

．
②將鎂鋁合金投入氫氧化鈉溶液中產生大量氣泡，該反應的化學方程式為

 

．
③將2.52g鎂、鋁混合物溶于l00mL 2mol/L H₂SO₄溶液中，然后逐滴加入l mol/L NaOH溶液，其沉淀質量（m/g）隨加入NaOH溶液的體積（V/mL）變化如圖1所示．若A點時恰好消耗l60mL lmol/L NaOH溶液，則B點時溶液中的溶質是

 

（填化學式），C點固體質量是

 

．
（2）硅及其化合物是無機非金屬材料的主角．
①制取光導纖維的主要原料是

 

 （填化學式），制陶瓷的原料是

 

．
②石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成

 

．
③工業上一種生產高純硅過程示意圖如圖2：則在過程D中發生反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）①鋁原子核外有3個電子層，其最外層電子數是3；焊接鎂鋁合金時使用的保護氣是稀有氣體；
②鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；
③根據圖象知，硫酸有剩余，剩余n（H₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×1mol/L×0.16L=0.08mol，A、B段發生的反應為：MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，B-C段發生的反應為NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O；
（2）①制取光導纖維的主要原料是二氧化硅，制陶瓷的原料是粘土；
②石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成，書寫順序是：活潑金屬元素氧化物、較活潑金屬元素氧化物、二氧化硅、水；
③根據反應物、生成物和反應條件書寫方程式．

解答：解：（1）①鋁原子核外有3個電子層，其最外層電子數是3，其原子結構示意圖為；稀有氣體不活潑，和一般的金屬不反應，所以焊接鎂鋁合金時使用的保護氣是稀有氣體，故答案為：；稀有氣體；
②鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應方程式為：2Na+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案為：2Na+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑；
③根據圖象知，硫酸有剩余，剩余n（H₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×1mol/L×0.16L=0.08mol，與金屬反應的n（H₂SO₄）=2mol/L×0.1L-0.08mol=0.12mol，
設鎂的物質的量為x，鋁的物質的量為y，

24x+27y=2.52 x+1.5y=0.12

x=0.06 y=0.04

，所以n（Mg）=0.06mol、n（Al）=0.04mol，
A、B段發生的反應為：MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，B-C段發生的反應為NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，所以B點的溶質是Na₂SO₄，C點固體是Mg（OH）₂，根據鎂原子守恒得m（Mg（OH）₂）=n（Mg（OH）₂）．M（Mg（OH）₂）=n（Mg）．M（Mg（OH）₂）=0.06mol×58g/mol=3.48g，
故答案為：Na₂SO₄；3.48g；
（2）①制取光導纖維的主要原料是SiO₂，制陶瓷的原料是粘土，故答案為：SiO₂；粘土；
②石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成，書寫順序是：活潑金屬元素氧化物、較活潑金屬元素氧化物、二氧化硅、水，所以為CaO.3MgO.4SiO₂，故答案為：CaO.3MgO.4SiO₂；
③根據反應物、生成物和反應條件知，該反應方程式為SiHCl₃+H₂

1357K  .

Si+3HCl，故答案為：SiHCl₃+H₂

1357K  .

Si+3HCl．

點評：本題考查了鎂鋁化合物、硅的性質，根據反應物、生成物及反應條件書寫方程式，難點是鎂鋁化合物的有關計算，明確圖象中各段發生的反應是解本題關鍵，再結合原子守恒解答，題目難度中等．