- 硅酸盐的化学性质
- 共939题
材料是人类生存和社会发展的物质基础,不同的材料功能各不相同。以下都是有关材料的内容,试根据所给内容回答问题。
(1)氢能是未来能源最佳选择之一,氢能的利用涉及氢的储存、输运和使用。贮氢合金是解决氢的储存等问题的重要材料。贮氢合金中最具代表的是镧镍合金(LaNi5),已知LaNi5(s)+3H2(g)LaNi5H6(s)ΔH=-31.77 kJ·mol-1。
镧镍合金的熔点比镧、镍的熔点________(填“高”“低”或“介于两者之间”),根据反应原理,形成LaNi5H6的化学反应条件是________。最近有人提出可以研制出一种性能优越的催化剂,可以大大提高贮氢合金的贮氢能力,你认为该讲法可信吗?________(填“可信”或“不可信”),其理由是___________________________________________________。
(2)无机非金属材料是日常生活中不可缺少的物质,它往往具有高强度、耐高温、耐腐蚀的特点。Si3N4就是一种重要的精细陶瓷,合成氮化硅的方法之一为:
3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。Si3N4属于________晶体,在上述反应中氧化剂为________。
正确答案
(1)低 低温、高压 不可信 该反应是可逆反应,使用催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,更不可能大大提高贮氢合金的贮氢能力
(2)原子 N2
(1)合金的熔点比成分金属的熔点低;反应原理是气体分子数减小的放热的可逆反应,故应采取低温、高压的条件;催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,没法提高贮氢合金的贮氢能力。
(2)根据其“高强度、耐高温、耐腐蚀”的特点,可判断它应属于原子晶体;N元素价态的变化是0价→-3价,在反应中得到电子,作氧化剂。
过碳酸钠(Na2CO4)和稀硫酸反应的化学方程式为:2Na2CO4 +2H2SO42Na2SO4+O2↑+2H2O+2CO2↑
某过碳酸钠样品中含有少量Na2O2,甲、乙两位同学各称质量为mg的该样品,选用下图所示的仪器组合成测定样品的纯度的装置。仪器的连接顺序,甲是①⑦③⑥④;乙是①②。
(1)甲同学想通过实验测得的数据是 。他连接装置的顺序存在错误,调整的方法是 。
(2)乙同学想通过实验测得的数据是 。按他测得的数据计算出来的实验结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”),理由是 。
(3)为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验装置进行改进,写出各接口的连接顺序: 。
(4)按你改进的实验装置进行实验,若测得实验前后装置②的质量分别是W1g和W2g,则样品中过碳酸钠的质量分数为 。
正确答案
(1)CO2的质量和O2的体积 ⑦与③交换位置
(2)CO2的质量 偏高 碱石灰吸收了水蒸气
(3)A接H,G接B (4)
实验的目的是测定Na2CO4样品的纯度,可能含有少量Na2O2。Na2CO4和稀硫酸反应、Na2O2和稀硫酸反应均有O2放出,实验可通过测定CO2的质量来求算Na2CO4的纯度,在用碱石灰吸收CO2之前,需先除去CO2中的水蒸气,否则实验测得的数据会偏高,故甲同学的实验中⑦与③应交换位置,乙同学应增加③浓硫酸。
氮化硅是一种高温陶瓷材料,它硬度大、熔点高,化学性质稳定,工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应获得。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是________。(填序号)
(2)写出N的原子结构示意图__________,根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式_________________。
(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式___________________________________。
(4)现用四氯化硅与氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为_____________________________________。
正确答案
(1)ACD (2) Si3N4
(3)Si3N4+12HF=3SiF4↑+4NH3↑
(4)3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl
氮化硅是一种高温陶瓷材料,具有硬度大,熔点高、化学性质稳定等优良性质,可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件,N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族,Si元素则在第三周期第ⅣA族,非金属性应是N元素比Si元素强,其化学式可写为:Si3N4,氮化硅可被氢氟酸腐蚀,由Si3N4和HF的性质分析,可推知该反应不可能是一个氧化还原反应,其产物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加强热时反应产物之一是Si3N4,可知N2作为氧化剂参与反应,那么还原剂只能是H2,H2的氧化产物只能是HCl。
(10分)普通玻璃是 (混合物、纯净物)玻璃可在一定温度范围内软化,制成工艺品等。这是因为玻璃是一种 物质,没有固定的 。 盛强碱溶液的磨口试剂瓶都不能用玻璃瓶塞的原因是
。
变色眼镜的玻璃片中含有少量的溴化银和微量氧化铜。当玻璃受到阳光照射时,因为发生 反应(用化学方程式表示),而使玻璃由无色变为暗棕色。
正确答案
(10分)
混合物 玻璃态 熔点 2OH-+SiO2 =SiO32-+H2O 2AgBr = Ag+Br2
试题分析:普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,是混合物,玻璃可在一定温度范围内软化,制成工艺品等。这是因为玻璃是一种玻璃态物质,没有固定的熔点。玻璃中的二氧化硅能和氢氧化钠溶液反应蔬菜粘性强的硅酸钠,是瓶口和玻璃塞粘合在一起而不易打开,因此应该有橡胶塞,不能用玻璃塞。溴化银见光易分解蔬菜银和单质溴,从而可以制成有色眼镜。
点评:本题是基础性试题的考查,主要是检验学生对有关玻璃基础知识的熟悉掌握程度,侧重对学生基础知识的巩固与训练,有助于培养学生的学习兴趣和学习积极性。
(6分)实验室中的Na2SiO3溶液长期放置,瓶底会出现白色沉淀,形成沉淀的离子方程式是 。取瓶中的上层清液滴入稀盐酸,既有气泡又有沉淀生成,其离子方程式为 , 。
正确答案
(6分)SiO32- + H2O +CO2= H2SiO3↓+ CO32-;(2分)
CO32- +2H+== H2O +CO2↑;(2分)) SiO32- +2H+==H2SiO3↓。(2分)
试题分析:碳酸的酸性强于硅酸的,所以硅酸钠能吸收空气中的CO2和水生成硅酸白色沉淀,反应的离子方程式是SiO32- + H2O +CO2= H2SiO3↓+ CO32-。在该反应中还有碳酸钠生成,所以。取瓶中的上层清液滴入稀盐酸,既有气泡又有沉淀生成,气体是CO2,白色沉淀是硅酸,反应的离子方程式分别是CO32- +2H+= H2O +CO2↑、SiO32- +2H+=H2SiO3↓。
点评:该题是基础性试题的考查,主要是检验学生对硅酸制备的了解掌握程度,以及离子方程式书写的掌握程度,有利于培养学生的规范答题能力和逻辑推理能力。
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