Question

“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式的划时代的意义。请回答下列问题：

（1）无机非金属材料

高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：

①写出步骤Ⅰ的化学方程式：____________________________。

②步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl₃(沸点为33.0 ℃）中含有少量的SiCl₄(沸点为57.6 ℃）和HCl(沸点为－84.7 ℃），提纯SiHCl₃的实验方法是____________________________。

（2）磁性材料

这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以从它的使用开始就不断实施对它的防护。最常见的铁制品腐蚀是电化学腐蚀，请写出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式：____________________________。

（3）激光材料

我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al₂O₃）是最早用于产生激光的材料，它是一种两性氧化物，请用离子方程式加以说明：______________________________。

（4）高分子材料

它可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。一种新型高效净水剂[AlFe(OH）_nCl_6－n]_m就属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为__________；一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，以丙烯腈(CH₂===CH—CN）为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式：________________________。

（5）合金材料

14 g铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应后，将放出的气体与1.12 L(标准状况下）O₂混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量为________ g。

Answer

（1）①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②蒸馏(或分馏） （2）Fe－2e－＝Fe2＋

（3）Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－＝2AlO2—＋H2O

（4）＋3 nCH2＝CH—CN （5）3.2

【解析】

试题分析：（1）①高温下碳与二氧化硅反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。

②根据沸点可知几种物质的沸点相差较大，因此提纯SiHCl3的实验方法是蒸馏。

（2）钢铁发生电化学腐蚀时铁在负极失去电子，负极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋。

（3）氧化铝既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水，反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－＝2AlO2—＋H2O；

（4）根据正负价代数和为0可知[AlFe(OH）nCl6－n]m中铁元素的化合价是＋3价。丙烯腈含有碳碳双键，发生加聚反应的离子方程式为nCH2＝CH—CNCH2CHCN。

（5）将放出的气体与1.12 L(标准状况下）O2混合通入水中，恰好全部被水吸收，这说明铜银合金失去电子数就是氧气得到的电子数，则64 g·mol－1n(Cu）＋108 g·mol－1n(Ag）＝14g，2n(Cu）＋n(Ag）＝，解得n(Cu）＝0.05 mol，因此m(Cu）＝3.2 g。

【考点定位】本题主要是考查材料使用的有关判断、计算等

【名师点晴】该题的难点是（5）中的化学计算，解得时注意守恒法的应用，许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。