Question

20．固體化合物X由四種常見(jiàn)的短周期元素組成，可用作牙膏中的添加劑．現(xiàn)取39.3g化合物X進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后得到15.3g固體2和6.0g固體3，且固體1、固體2、固體3都可用作耐高溫材料．回答下列問(wèn)題：
（1）NaOH的電子式為，沉淀2的化學(xué)式為Al（OH）₃．
（2）固體X的化學(xué)式為MgO•Al₂O₃•2SiO₂．
（3）溶液1中加入足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓．
（4）在高溫下，固體3中某元素的單質(zhì)可以與固體1發(fā)生置換反應(yīng)，請(qǐng)寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+Si．
（5）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案比較固體2和固體3中兩種不同元素對(duì)應(yīng)單質(zhì)的活潑性強(qiáng)弱取等量的鎂、鋁分別與等體積、等濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)劇烈的活潑性強(qiáng)．

Answer 1

分析 固體1、固體2、固體3都可用作耐高溫材料，中學(xué)中常見(jiàn)的耐高溫材料為二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁等，固體X與鹽酸反應(yīng)生成沉淀Ⅰ，再燃燒得固體1，則固體1為SiO₂，沉淀1為H₂SiO₃，固體X與鹽酸反應(yīng)生成溶液1，溶液1中含有鎂、鋁離子，加入足量的氫氧化鈉得溶液2和沉淀3，溶液2中再通二氧化碳得沉淀2灼燒得固體2，沉淀3灼燒得固體3，則固體2為Al₂O₃，沉淀2為Al（OH）₃，固體3為MgO，沉淀3為Mg（OH）₂，39.3g化合物X得到15.3g固體2即0.15molAl₂O₃和6.0g固體3即0.15molMgO，固體化合物X由四種常見(jiàn)的短周期元素組成，根據(jù)元素守恒可知，X中含有鎂、鋁、硅、氧元素，則X中含有硅的氧化物的質(zhì)量為39.3g-15.3g-6.0g=18g，則X中含有SiO₂的物質(zhì)的量為0.3mol，所以X的組成為MgO•Al₂O₃•2SiO₂，據(jù)此答題．

解答 解：固體1、固體2、固體3都可用作耐高溫材料，中學(xué)中常見(jiàn)的耐高溫材料為二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁等，固體X與鹽酸反應(yīng)生成沉淀Ⅰ，再燃燒得固體1，則固體1為SiO₂，沉淀1為H₂SiO₃，固體X與鹽酸反應(yīng)生成溶液1，溶液1中含有鎂、鋁離子，加入足量的氫氧化鈉得溶液2和沉淀3，溶液2中再通二氧化碳得沉淀2灼燒得固體2，沉淀3灼燒得固體3，則固體2為Al₂O₃，沉淀2為Al（OH）₃，固體3為MgO，沉淀3為Mg（OH）₂，39.3g化合物X得到15.3g固體2即0.15molAl₂O₃和6.0g固體3即0.15molMgO，固體化合物X由四種常見(jiàn)的短周期元素組成，根據(jù)元素守恒可知，X中含有鎂、鋁、硅、氧元素，則X中含有硅的氧化物的質(zhì)量為39.3g-15.3g-6.0g=18g，則X中含有SiO₂的物質(zhì)的量為0.3mol，所以X的組成為MgO•Al₂O₃•2SiO₂，
（1）NaOH為離子化合物，其中含有離子鍵和共價(jià)鍵，其電子式為，沉淀2的化學(xué)式為Al（OH）₃，
故答案為：；Al（OH）₃； 
（2）根據(jù)上面的分析可知，固體X的化學(xué)式為MgO•Al₂O₃•2SiO₂，故答案為：MgO•Al₂O₃•2SiO₂；
（3）溶液1中加入足量NaOH溶液，生成氫氧化鎂和偏鋁酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為 Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
故答案為：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
（4）固體3為MgO，固體1為SiO₂，在高溫下，固體3中某元素的單質(zhì)可以與固體1發(fā)生置換反應(yīng)，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+Si，
故答案為：2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+Si；
（5）固體2和固體3中分別含有鎂和鋁兩種元素，比較鎂鋁兩種單質(zhì)的活潑性強(qiáng)弱的方法為：取等量的鎂、鋁分別與等體積、等濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)劇烈的活潑性強(qiáng)，
故答案為：取等量的鎂、鋁分別與等體積、等濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)劇烈的活潑性強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物的特性和反應(yīng)，主要考查了硅、鋁、鎂的元素及其化合物的知識(shí)，答題時(shí)注意把握中學(xué)常見(jiàn)物質(zhì)的用途，能根據(jù)物質(zhì)的用途判斷化合物是解本題的關(guān)鍵，題目難度中等．