Question

材料是当代社会发展的重要支柱之一．

（1）镁铝合金是制造汽车、飞机外壳的重要金属材料．
①铝原子结构示意图为

 

，焊接镁铝合金时使用的保护气是

 

．
②将镁铝合金投入氢氧化钠溶液中产生大量气泡，该反应的化学方程式为

 

．
③将2.52g镁、铝混合物溶于l00mL 2mol/L H₂SO₄溶液中，然后逐滴加入l mol/L NaOH溶液，其沉淀质量（m/g）随加入NaOH溶液的体积（V/mL）变化如图1所示．若A点时恰好消耗l60mL lmol/L NaOH溶液，则B点时溶液中的溶质是

 

（填化学式），C点固体质量是

 

．
（2）硅及其化合物是无机非金属材料的主角．
①制取光导纤维的主要原料是

 

 （填化学式），制陶瓷的原料是

 

．
②石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成

 

．
③工业上一种生产高纯硅过程示意图如图2：则在过程D中发生反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

分析：（1）①铝原子核外有3个电子层，其最外层电子数是3；焊接镁铝合金时使用的保护气是稀有气体；
②铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
③根据图象知，硫酸有剩余，剩余n（H₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×1mol/L×0.16L=0.08mol，A、B段发生的反应为：MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，B-C段发生的反应为NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O；
（2）①制取光导纤维的主要原料是二氧化硅，制陶瓷的原料是粘土；
②石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成，书写顺序是：活泼金属元素氧化物、较活泼金属元素氧化物、二氧化硅、水；
③根据反应物、生成物和反应条件书写方程式．

解答：解：（1）①铝原子核外有3个电子层，其最外层电子数是3，其原子结构示意图为；稀有气体不活泼，和一般的金属不反应，所以焊接镁铝合金时使用的保护气是稀有气体，故答案为：；稀有气体；
②铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为：2Na+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案为：2Na+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑；
③根据图象知，硫酸有剩余，剩余n（H₂SO₄）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×1mol/L×0.16L=0.08mol，与金属反应的n（H₂SO₄）=2mol/L×0.1L-0.08mol=0.12mol，
设镁的物质的量为x，铝的物质的量为y，

24x+27y=2.52 x+1.5y=0.12

x=0.06 y=0.04

，所以n（Mg）=0.06mol、n（Al）=0.04mol，
A、B段发生的反应为：MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，B-C段发生的反应为NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，所以B点的溶质是Na₂SO₄，C点固体是Mg（OH）₂，根据镁原子守恒得m（Mg（OH）₂）=n（Mg（OH）₂）．M（Mg（OH）₂）=n（Mg）．M（Mg（OH）₂）=0.06mol×58g/mol=3.48g，
故答案为：Na₂SO₄；3.48g；
（2）①制取光导纤维的主要原料是SiO₂，制陶瓷的原料是粘土，故答案为：SiO₂；粘土；
②石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其组成，书写顺序是：活泼金属元素氧化物、较活泼金属元素氧化物、二氧化硅、水，所以为CaO.3MgO.4SiO₂，故答案为：CaO.3MgO.4SiO₂；
③根据反应物、生成物和反应条件知，该反应方程式为SiHCl₃+H₂

1357K  .

Si+3HCl，故答案为：SiHCl₃+H₂

1357K  .

Si+3HCl．

点评：本题考查了镁铝化合物、硅的性质，根据反应物、生成物及反应条件书写方程式，难点是镁铝化合物的有关计算，明确图象中各段发生的反应是解本题关键，再结合原子守恒解答，题目难度中等．