Question

金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用，利用铝热反应完成钢轨的焊接非常方便迅速．完成下列填空：
（1）在特制漏斗中将铝热剂混合均匀后，引发铝热反应的操作是：

 

；
（2）硅与铝同周期．地壳里硅铝的含量硅

 

铝（填＞，＜或=）．SiO₂是硅酸盐玻璃（Na₂CaSi₆O₁₄）
主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可写成Na₂O?CaO?6SiO₂．钠长石（NaAlSi₃O₈）的氧化物形式

 

，长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同．由此可推知钙长石的化学式为

 

；
（3）某铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成．①称取100g该铝合金样品，分成等质量的A、B两份．向A份加入足量NaOH溶液，B份加入足量的稀盐酸．②待两份反应物都充分反应之后，称得滤渣质量相差1.60g，收集得到的两份气体的体积相差2240mL（标准状况下）．则样品中Si和Mg的物质的量分别是

 

和

 

．

Answer 1

分析：（1）可加入氯酸钾作助燃剂，点燃镁时反应放出大量的热，镁为引燃剂；
（2）地壳中含量排在前五位的元素分别是：O、Si、Al、Fe、Ca；硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO₂?mH₂O）；根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，结合化合价代数和是0可写出钙长石的化学式；
（3）A份中Al、Si与氢氧化钠溶液反应，B份中Al、Mg与盐酸反应，A份和B份中Al反应放出的气体相等，因此两份气体差和质量差均来源于Mg和Si的反应．

解答：解：（1）氧化铁和铝在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为Fe₂O₃+2Al

高温  .

2Fe+Al₂O₃，为使反应顺利进行，可加入氯酸钾，为助燃剂，点燃镁时反应放出大量的热，镁为引燃剂，所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO₃，插上镁条并将其点燃，
故答案为：铺上一层KClO₃粉末，点燃插入的镁条；
（2）地壳中含量排在前五位的元素分别是：O、Si、Al、Fe、Ca，地壳里硅铝的含量硅大于铝；硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO₂?mH₂O），钠长石（NaAlSi₃O₈）的碱性氧化物Na₂O、两性氧化物Al₂O₃、酸性氧化物SiO₂，因此钠长石的氧化物形式为：Na₂O?Al₂O₃?6SiO₂；结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，铝硅酸阴离子不变，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石的化学式为CaAl₂Si₂O₈，
故答案为：＞；Na₂O?Al₂O₃?6SiO₂；CaAl₂Si₂O₈；
（3）A份中Al、Si与氢氧化钠溶液反应，B份中Al、Mg与盐酸反应，A份和B份中Al反应放出的气体相等，因此两份气体差和质量差均来源于Mg、Si，Si、Mg与生成氢气的物质的量关系为：Si～2H₂、Mg～H₂，标准状况下2240mL气体的物质的量为

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
设A份中含有的Si的物质的量为xmol，B份中含有Mg的物质的量为ymol，
由质量差可得：①24y-28x=1.6
由气体相差0.1mol可得：②2x-y=0.1，
联立求得：x=0.2，y=0.3，则样品中Si和Mg的物质的量分别0.4mol、0.6mol，
故答案为：0.4mol；0.6mol．

点评：本题考查了铝热反应实验、硅酸盐的表示方法、有关混合物的计算，题目综合性强，计算难度大，熟悉物质的性质是解答本题的关键，有利于培养学生的逻辑思维能力，有助于提升学生的学科素养．