- 硅酸盐的化学性质
- 共939题
(4分)硅和硅的化合物既是传统的无机非金属材料又是重要的现在新型材料。
(1)陶瓷、玻璃、水泥的组成中的共同成分是__________盐。
(2)2009年,华裔科学家高锟以研究传播力纤维光信号传输的骄傲成绩获得诺贝尔物理奖,制造光导纤维的原材料是______________。
正确答案
⑴ 硅酸盐 ⑵ SiO2
陶瓷、玻璃、水泥的组成中的共同成分是硅酸盐;光导纤维的原材料是SiO2。
材料科学是近年来与化学有关的科学研究的重点,某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化等特性,它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的。下图所示为其生产过程,其中虚线框内转化是为探究C的组成而设。已知A、B均为非金属单质,G、F、H均难溶于水且为白色粉末;图中除M、K(均含A元素)外均为中学化学常见物质:
请完成下列问题。
(1)指出K可能所属的晶体类型_________。
(2)写出化学式:单质B_________;化合物F_________。
(3)写出下列反应的离子方程式:
反应③___________________________;
反应⑤___________________________。
(4)写出反应④的化学方程式___________________________。
正确答案
(1)原子晶体
(2)Cl2 H2SiO3(或H4SiO4)
(3)Cl-+Ag+AgCl↓ SiO2+2OH-
+H2O
(4)3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑
根据化合物M中A可形成四个价键知:A元素为四价元素,由虚线框中上一支推知E中有Cl-,由下一支推知F中含Al元素或Si元素,联系化合价知F中含硅元素(题目中也说明了为非金属元素),故C为SiCl4,由SiCl4+3H2O4HCl+H2SiO3,生成E:HCl,F:H2SiO3。
要分离CO、CO2并分别得到干燥的气体,某学生设计了如图装置,其中a是铁夹,b是分液漏斗玻璃活塞。
(1)甲容器中盛_______溶液,乙容器中盛_______溶液,丙容器盛_______溶液。
(2)实验时关闭_______ (a、b),打开_______ (a、b),发生反应的化学方程式是_______,这样得到的气体是_______。
(3)当分离完一种气体后,关闭_______ (a、b),打开_______ (a,b),发生反应的化学方程式是______________,这样得到的气体是_______。
正确答案
(1)NaOH 浓H2SO4 稀H2SO4
(2)b a CO2+2NaOHNa2CO3+H2O CO
(3)a b Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O CO2
先利用CO2为酸性氧化物的性质,用NaOH将其吸收,从而得到纯净的CO气体,然后利用H2CO3为不稳定的弱酸的性质,用H2SO4与生成的Na2CO3作用又释放出CO2,从而又得纯净的CO2。
一定体积的二氧化碳被体积为V mL的氢氧化钠溶液完全吸收后,经检验发现溶液中的氢氧化钠已经完全反应。将上述反应后的液体分为两等份。
(1)甲同学向其中的一份加入足量的澄清石灰水,得到沉淀的质量为M g。据此,能否确定最初通入的CO2在标准状况下的体积?如果能,请列出计算式;如果不能,请在下面的横线上填写“不能”。
答:_________________________________________________________________________。
能否据此确定氢氧化钠溶液的浓度?如果能,请列出计算式;如果不能,请在下面的横线上填写“不能”。
答:___________________________________________________________________________。
(2)乙同学向第二份溶液中滴加足量的CaCl2溶液,最终得到干燥沉淀N g。据此判断M与N的相对大小关系是:__________________________________________________。
正确答案
(1)能 2×22.4 L·mol-1×M g/100 g·mol-1(即0.448M L) 不能
(2)M≥N
(1)由题意知,CO2与NaOH恰好完全反应,可能反应为:CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O CO2+NaOH====NaHCO3
向反应后的第一份溶液中加入足量澄清石灰水时,可能反应为:Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH,NaHCO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O+NaOH,根据上述四个反应方程式可得关系式:CO2—CaCO3↓。
第一份:n(CO2)=n(CaCO3)=,最初通入的CO2体积为:V(CO2)="2×22.4" L·mol-1×M g/100 g·mol-1="0.448M" L。
由于不知道NaOH的物质的量,故不能确定NaOH溶液的浓度。
(2)向第二份溶液中滴加足量的CaCl2溶液时,由于溶液中可能只有Na2CO3,也可能是Na2CO3与NaHCO3的混合溶液,故只发生反应CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl,所以M≥N。
普通玻璃中Na2SiO3∶CaSiO3∶SiO2=1∶1∶4(物质的量之比)。
(1)若以aNa2O·bCaO·mSiO2表示此玻璃的组成,则a∶b∶m= 。
(2)若要制备1000kg上述玻璃,需要原料各多少千克?共可产生标准状况下的CO2气体多少升?
正确答案
(1)1∶1∶6
(2)m(Na2CO2):221.8kg m(SiO2):209.2kg m(SiO2):753.1kg V(CO2):9.37×104L
(1)根据原子个数相等的原则,Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2等同于Na2O·CaO·6SiO2,即a∶b∶m=1∶1∶6。
(2)制造玻璃的原料是Na2CO3、CaCO3和SiO2,根据反应原理:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑得
Na2O·CaO·6SiO2~Na2CO3~CaCO3~6SiO2~2CO2
478g 1mol 1mol 6mol 2mol
1000×103g x x 6x 2x
x==2092mol
m(Na2CO3)=2092mol×106g·mol-1×10-3kg·g-1=221.8kg;
m(CaCO3)=2092mol×100g·mol-1×10-3kg·g-1=209.2kg;
m(SiO2)=2092mol×6×60g·mol-1×10-3kg·g-1=753.1kg;
V(CO2)=2092mol×2×22.4L·mol-1=9.37×104L。
CO2体积的另一种求法:
制1000kg玻璃需原料:221.8kg+209.2kg+753.1kg=1184.1kg,两者的质量之差就是放出CO2的质量:
V(CO2)=(1184.1-1000)kg×103g·kg-1 44g·mol-1×22.4L·mol-1=9.37×104L。
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