◇　甘肅　董萬宏

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真"材"實(shí)"料"
——“材料家族中的元素”錯(cuò)題剖析

◇甘肅董萬宏

鋁和硅是金屬和非金屬的典型代表,其單質(zhì)和化合物在材料方面應(yīng)用廣泛．

1硅及其化合物

硅及其化合物在高考中往往與元素周期律或者元素化合物知識(shí)相結(jié)合來考查,選擇題主要考查硅、二氧化硅、硅酸鹽的相關(guān)性質(zhì)．

A二氧化硅是酸性氧化物,它可以和堿反應(yīng),但不能與任何酸反應(yīng);

CCO2氣體通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸;

D二氧化硅對(duì)應(yīng)的水化物有不同的組成

正解分析SiO2可與強(qiáng)堿反應(yīng)也可與酸中的HF反應(yīng),與HF反應(yīng)屬于SiO2的特性之一，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．選項(xiàng)B的反應(yīng)之所以能發(fā)生是高溫條件下CO2以氣體形式逸出而使反應(yīng)進(jìn)行到底,是利用SiO2、CO2的沸點(diǎn)不同而不是利用硅酸、碳酸酸性強(qiáng)弱且硅酸比碳酸酸性弱．選項(xiàng)C符合“強(qiáng)酸制弱酸”的一般規(guī)律,注意硅酸不溶于過量強(qiáng)酸,因SiO2對(duì)應(yīng)的水化物有H4SiO4和H2SiO32種．答案為C、D.

2金屬Al的兩性

金屬Al是一種活潑的金屬,能與鹽酸、稀硫酸等發(fā)生劇烈反應(yīng),如2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,體現(xiàn)其金屬性,同時(shí)金屬Al也能和堿發(fā)生反應(yīng),如2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,體現(xiàn)了其非金屬性,所以Al是兩性元素．

ANaOH溶液;BBa(OH)2溶液;

C鹽酸;D氨水

錯(cuò)因分析根據(jù)題意,Al3+轉(zhuǎn)化為不溶于水的物質(zhì)是Al(OH)3,而Al(OH)3具有兩性,如果忽略此性質(zhì),就很容易誤選A、B．

正解分析Al3+轉(zhuǎn)化為不溶于水的物質(zhì)Al(OH)3,Al(OH)3具有兩性,既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng),要使Al2(SO4)3溶液中的Al3+完全沉淀,選取試劑時(shí)就不能選強(qiáng)堿,只能是弱堿.答案為D.

3Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之間轉(zhuǎn)化

A甲中沉淀一定比乙中的多;

B甲中沉淀可能比乙中的多;

C甲中沉淀一定比乙中的少;

D甲中和乙中的沉淀可能一樣多

錯(cuò)因分析對(duì)反應(yīng)物中堿的量或Al(OH)3與堿反應(yīng)認(rèn)識(shí)不清,不能分析出條件與問題之間的聯(lián)系都會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)選A或C.

正解分析本題考查Al(OH)3的性質(zhì)．OH-的物質(zhì)的量小于Al3+的物質(zhì)的量的3倍時(shí)和OH-的物質(zhì)的量大于Al3+的物質(zhì)的量的3倍時(shí)，甲生成的沉淀比乙生成的沉淀多;OH-的物質(zhì)的量等于Al3+的物質(zhì)的量的3倍時(shí),甲、乙中生成的沉淀量相等．答案為B、D.

圖1

4硅酸鹽表示方法

硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱,一般不溶于水,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在地殼中廣泛分布．硅酸鹽的種類多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其表示方法一般有2種．一般組成較簡(jiǎn)單的硅酸鹽用鹽化學(xué)式表示,如硅酸鈉Na2SiO3、硅酸鈣CaSiO3．組成復(fù)雜的硅酸鹽一般用鹽氧化法來表示,金屬氧化物寫在前面,再寫SiO2,最后寫H2O,中間用“·”隔開,如高嶺石Al2O3·2SiO2·2H2O．

(1) 石棉CaMg3Si4O12:________;

(2) 玻璃CaNa2SiO4:________.

錯(cuò)因分析涉及復(fù)雜化學(xué)式的書寫或計(jì)算時(shí),往往因不會(huì)將復(fù)雜硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物導(dǎo)致解題時(shí)出錯(cuò)或無法突破解題難點(diǎn)而放棄作答．

正解分析改寫硅酸鹽要在價(jià)態(tài)不變的基礎(chǔ)上按活潑金屬氧化物、不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水的次序?qū)懀?/p>

答案(1)CaO·3MgO·4SiO2;

(2)CaO·Na2O·SiO2.

中學(xué)化學(xué)材料家族的元素中,硅和鋁的性質(zhì)很具有代表性：Si很少以單質(zhì)的形式出現(xiàn),一般以硅酸鹽和二氧化硅的形式來考查；Al也是一種熱門的材料,廣泛用于航天、建筑、汽車等行業(yè),需要注意Al是一種金屬,但是卻具有金屬和非金屬元素的一些特性．

(作者單位：甘肅白銀市平川中學(xué))