Question

5．金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性，在國(guó)防工業(yè)中有非常重要的作用，利用鋁熱反應(yīng)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(yīng)的操作是：鋪上一層KClO₃粉末，點(diǎn)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(xué)方程式是：Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，工業(yè)上制備硅的化學(xué)方程式有：
a．SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$Si（粗）+2CO      b．SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$SiC+2CO（副反應(yīng)），
c．Si（粗）+2C1₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiCl₄        d．SiC1₄+2H₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Si+4HC1，某同學(xué)將氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)及四大基本反應(yīng)繪制成圖，其中屬于圖“2“區(qū)域的反應(yīng)是b （填序號(hào)）．
（3）SiO₂是硅酸鹽玻璃（Na₂CaSi₆O₁₄）主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可寫(xiě)成Na₂O•CaO•6SiO₂，鈉長(zhǎng)石（NaAlSi₃O₈）的氧化物形式Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂，長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽，不同類(lèi)長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同．由此可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)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(yīng)物都充分反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)燃鎂時(shí)反應(yīng)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(shū)寫(xiě)改寫(xiě)為氧化物的形式即改寫(xiě)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(lèi)長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同，結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和是0可寫(xiě)出鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式；反應(yīng)符合“多變一”的特征，屬于化合反應(yīng)；符合“一變多”特征的反應(yīng)，屬于分解反應(yīng)；一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物的反應(yīng)，屬于復(fù)分解反應(yīng)；有電子的轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)．其特征是有元素化合價(jià)變化；
（3）A份中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，B份中Al、Mg與鹽酸反應(yīng)，A份和B份中Al反應(yīng)放出的氣體相等，因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來(lái)源于Mg和Si的反應(yīng)．

解答 解：（1）氧化鐵和鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，為使反應(yīng)順利進(jìn)行，可加入氯酸鉀，為助燃劑，點(diǎn)燃鎂時(shí)反應(yīng)放出大量的熱，鎂為引燃劑，所以引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是加少量KClO₃，插上鎂條并將其點(diǎn)燃，
故答案為：鋪上一層KClO₃粉末，點(diǎn)燃插入的鎂條；
（2）地殼中含量排在前五位的元素分別是：O、Si、Al、Fe、Ca，地殼里硅鋁的含量硅大于鋁；工業(yè)上制備金屬鋁為電解氧化鋁，化學(xué)方程式為：Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，硅酸鹽由鹽的書(shū)寫(xiě)改寫(xiě)為氧化物的形式即改寫(xiě)的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO₂•mH₂O），鈉長(zhǎng)石（NaAlSi₃O₈）的堿性氧化物Na₂O、兩性氧化物Al₂O₃、酸性氧化物SiO₂，因此鈉長(zhǎng)石的氧化物形式為：Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂；結(jié)合鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式可知鈣長(zhǎng)石就是將鈉長(zhǎng)石的中鈉更換為鈣，以及化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于0可得鈣長(zhǎng)石，其氧化物形式為：CaO•Al₂O₃•2SiO₂，化學(xué)式為CaAl₂Si₂O₈，a．SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$Si（粗）+2CO屬于置換反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)，b．SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$SiC+2CO（副反應(yīng)），
屬于氧化還原反應(yīng)，c．Si（粗）+2C1₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiCl₄ 屬于化合反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)，d．SiC1₄+2H₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Si+4HC1，屬于置換反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)，圖“1“區(qū)域的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)，屬于圖“2“區(qū)域的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，圖“5、6”““7、8”區(qū)域的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，所以屬于圖“2“區(qū)域的反應(yīng)是b，
故答案為：＞；Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂；CaAl₂Si₂O₈；b；
（3）A份中Al、Si與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，B份中Al、Mg與鹽酸反應(yīng)，A份和B份中Al反應(yīng)放出的氣體相等，因此兩份氣體差和質(zhì)量差均來(lái)源于Mg、Si，Si、Mg與生成氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系為：Si～2H₂、Mg～H₂，標(biāo)準(zhǔn)狀況下2240mL氣體的物質(zhì)的量為$\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(diǎn)評(píng) 本題考查了鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)類(lèi)型、硅酸鹽的表示方法、有關(guān)混合物的計(jì)算，題目綜合性強(qiáng)，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(xué)生的邏輯思維能力，有助于提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．