Question

5．金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性，在國防工業(yè)中有非常重要的作用，利用鋁熱反應完成鋼軌的焊接非常方便迅速．完成下列填空：
（1）在特制漏斗中將鋁熱劑混合均勻后，引發(fā)鋁熱反應的操作是：鋪上一層KClO₃粉末，點燃插入的鎂條．
（2）硅與鋁同周期．地殼里硅鋁的含量硅＞鋁（填＞，＜或=）．工業(yè)上制備金屬鋁的化學方程式是：Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，工業(yè)上制備硅的化學方程式有：
a．SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$Si（粗）+2CO      b．SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$SiC+2CO（副反應），
c．Si（粗）+2C1₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiCl₄        d．SiC1₄+2H₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Si+4HC1，某同學將氧化還原反應、非氧化還原反應及四大基本反應繪制成圖，其中屬于圖“2“區(qū)域的反應是b （填序號）．
（3）SiO₂是硅酸鹽玻璃（Na₂CaSi₆O₁₄）主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可寫成Na₂O•CaO•6SiO₂，鈉長石（NaAlSi₃O₈）的氧化物形式Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂，長石是鋁硅酸鹽，不同類長石其氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)相同．由此可推知鈣長石的化學式為CaAl₂Si₂O₈．
（4）某鋁合金由Al、Si、Cu、Mg組成．①稱取100g該鋁合金樣品，分成等質(zhì)量的A、B兩份．向A份加入足量NaOH溶液，B份加入足量的稀鹽酸．②待兩份反應物都充分反應之后，稱得濾渣質(zhì)量相差1.60g，收集得到的兩份氣體的體積相差2240mL（標準狀況下）．則樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別是n（Si）0.4mol和n（Mg）0.6mol．

Answer 1

分析 （1）可加入氯酸鉀作助燃劑，點燃鎂時反應放出大量的熱，鎂為引燃劑；
（2）地殼中含量排在前五位的元素分別是：O、Si、Al、Fe、Ca；工業(yè)上制備金屬鋁為電解氧化鋁，硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式即改寫的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO₂•mH₂O）；根據(jù)不同類長石其氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)相同，結(jié)合化合價代數(shù)和是0可寫出鈣長石的化學式；反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應；符合“一變多”特征的反應，屬于分解反應；一種單質(zhì)和一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應，屬于置換反應；兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物的反應，屬于復分解反應；有電子的轉(zhuǎn)移的化學反應是氧化還原反應．其特征是有元素化合價變化；
（3）A份中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應，B份中Al、Mg與鹽酸反應，A份和B份中Al反應放出的氣體相等，因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來源于Mg和Si的反應．

解答 解：（1）氧化鐵和鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應生成氧化鋁和鐵，反應的化學方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，為使反應順利進行，可加入氯酸鉀，為助燃劑，點燃鎂時反應放出大量的熱，鎂為引燃劑，所以引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是加少量KClO₃，插上鎂條并將其點燃，
故答案為：鋪上一層KClO₃粉末，點燃插入的鎂條；
（2）地殼中含量排在前五位的元素分別是：O、Si、Al、Fe、Ca，地殼里硅鋁的含量硅大于鋁；工業(yè)上制備金屬鋁為電解氧化鋁，化學方程式為：Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式即改寫的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO₂•mH₂O），鈉長石（NaAlSi₃O₈）的堿性氧化物Na₂O、兩性氧化物Al₂O₃、酸性氧化物SiO₂，因此鈉長石的氧化物形式為：Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂；結(jié)合鈉長石的化學式可知鈣長石就是將鈉長石的中鈉更換為鈣，以及化合物中化合價代數(shù)和等于0可得鈣長石，其氧化物形式為：CaO•Al₂O₃•2SiO₂，化學式為CaAl₂Si₂O₈，a．SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$Si（粗）+2CO屬于置換反應，屬于氧化還原反應，b．SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$SiC+2CO（副反應），
屬于氧化還原反應，c．Si（粗）+2C1₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiCl₄ 屬于化合反應，屬于氧化還原反應，d．SiC1₄+2H₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Si+4HC1，屬于置換反應，屬于氧化還原反應，圖“1“區(qū)域的反應是復分解反應，屬于圖“2“區(qū)域的反應屬于氧化還原反應，圖“5、6”““7、8”區(qū)域的反應屬于化合反應、氧化還原反應，分解反應、氧化還原反應，所以屬于圖“2“區(qū)域的反應是b，
故答案為：＞；Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂；CaAl₂Si₂O₈；b；
（3）A份中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應，B份中Al、Mg與鹽酸反應，A份和B份中Al反應放出的氣體相等，因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來源于Mg、Si，Si、Mg與生成氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系為：Si～2H₂、Mg～H₂，標準狀況下2240mL氣體的物質(zhì)的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
設(shè)A份中含有的Si的物質(zhì)的量為xmol，B份中含有Mg的物質(zhì)的量為ymol，
由質(zhì)量差可得：①24y-28x=1.6
由氣體相差0.1mol可得：②2x-y=0.1，
聯(lián)立求得：x=0.2，y=0.3，則樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別0.4mol、0.6mol，
故答案為：0.4mol；0.6mol．

點評 本題考查了鋁熱反應實驗、反應類型、硅酸鹽的表示方法、有關(guān)混合物的計算，題目綜合性強，難度中等，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，有助于提升學生的學科素養(yǎng)．