备战高考化学无机非金属材料的推断题综合复习及详细答案.docx
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备战高考化学无机非金属材料的推断题综合复习及详细答案
备战高考化学无机非金属材料的推断题综合复习及详细答案
一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析)
1.下列实验过程中,始终无明显现象的是()
A.SO2通入Ba(NO3)2溶液中
B.O2通入Na2SO3溶液中
C.Cl2通入Na2SiO3溶液中
D.NH3通入Ca(HCO3)2溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.二氧化硫被硝酸氧化为硫酸根离子,SO2通入Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀,故不选A;
B.O2通入Na2SO3溶液中,Na2SO3被氧化为Na2SO4,无明显现象,故选B;
C.Cl2通入Na2SiO3溶液中,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和Na2SiO3反应生成硅酸白色胶状沉淀,故不选C;
D.NH3通入Ca(HCO3)2溶液中生成碳酸钙沉淀和碳酸铵,故不选D;
故选B。
2.在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A.玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B.晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C.碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D.发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
【答案】D
【解析】
【详解】
A.水晶成分为二氧化硅是氧化物,不属于硅酸盐,故A错误;
B.二氧化硅具有良好的光学特性,是制作光导纤维的主要原料,故B错误;
C.碳酸钠碱性较强,具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,可以用碳酸氢钠治疗,故C错误;
D.碳酸氢钠不稳定,受热分解生成二氧化碳,能使焙制出的糕点疏松多孔,常用于食品发酵剂,故D正确;
答案选D。
3.下列说法正确的是()
A.Ⅰ图中:
如果MnO2过量,浓盐酸就可全部消耗
B.Ⅱ图中:
湿润的有色布条能褪色,烧杯NaOH溶液的作用是吸收尾气
C.Ⅲ图中:
生成蓝色的烟
D.Ⅳ图中:
用该装置可以验证酸性:
盐酸>碳酸>硅酸。
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.利用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备氯气,随着反应进行,盐酸浓度会下降,下降到某种程度,二者不再反应无法生成Cl2,A项错误;
B.氯气的漂白性来源于Cl2与水反应生成的次氯酸,干燥布条中无水,所以无法产生次氯酸,颜色不会褪去,湿润布条含水,可以产生次氯酸,颜色会褪去;若将尾气直接排放,其中未反应的氯气会污染空气,所以需要将尾气通入NaOH溶液中进行吸收,B项正确;
C.铜在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟,C项错误;
D.利用盐酸与石灰石反应可制备CO2,所以可证明盐酸酸性强于碳酸;由于盐酸具有挥发性,制备出的CO2中会含有HCl杂质,HCl杂质也能与硅酸钠溶液反应产生白色沉淀;若不对制备出的CO2进行除杂,其中的HCl杂质会干扰碳酸和硅酸酸性强弱的验证过程,因此上述装置并不能实现验证酸性强弱的目的,D项错误;
答案选B。
4.在一定条件下,下列物质不能与二氧化硅反应的是()
①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤高氯酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氮气
A.③⑤⑦⑧B.⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤⑦
【答案】C
【解析】
【详解】
①SiO2+2C
Si+2CO↑,制备粗硅的反应,所以能反应,故不选;
②SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,制备玻璃的两个反应之一,故不选;
③SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑,制备玻璃的两个反应之一,故不选;
④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸,故不选;
⑤不反应,氢氟酸是唯一能腐蚀玻璃的酸,故选;
⑥SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O,强碱能腐蚀玻璃,故不选;
⑦SiO2+CaO
CaSiO 3,故不选;
⑧不反应,有碳的时候反应3SiO2+6C+2N2
Si3N4+6CO,故选;
故答案为:
C。
【点睛】
SiO2在高温下与碳单质反应生成硅单质和一氧化碳,而非二氧化碳,二氧化硅中硅元素是+4价,变成了后来的0价,而碳从0价就先被氧化成+2价的,也就是说二氧化硅的氧化能力比较小,只能把碳氧化成一氧化碳!
5.某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。
(Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水,再分别滴加几滴酚酞溶液,依次加入大小相近的锂、钠、钾块,观察现象。
①甲同学设计实验的目的是______
②反应最剧烈的烧杯是______(填字母);
③写出b烧杯里发生反应的离子方程式______
(Ⅱ)乙同学设计了下图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱,根据要求完成下列各小题
(1)实验装置:
(2)实验步骤:
连接仪器、______、加药品后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)问题探究:
(已知酸性强弱:
亚硫酸>碳酸)
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是______,装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是______。
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是______;
③试管D中发生反应的离子方程式是______。
【答案】验证锂、钠、钾的金属性强弱;c2Na+2H2O=2Na++2OH¯+H2↑检查装置气密性Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+2H2O+SO2↑除去CO2中混有的SO2盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀;SO2+HCO3¯=CO2+HSO3¯
【解析】
【分析】
乙同学设计实验探究碳、硅元素的非金属性强弱。
先用浓硫酸和铜在加热条件下制备二氧化硫气体,通入D试管与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,混合气体通入试管E,除去混有的二氧化硫,剩余的二氧化碳通入试管F与硅酸钠溶液反应,会出现白色沉淀。
该实验需要改良的地方尾气处理装置,以及防干扰装置(防止空气中的二氧化碳进入装置F,干扰实验结构,可以加一个球星干燥管,内盛放碱石灰)。
【详解】
(Ⅰ)①由某研究性学习小组设计实验验证元素周期律可得,甲同学设计的实验目的是:
验证锂、钠、钾的金属性强弱;
②金属性:
K>Na>Li,金属性越强,单质与水反应越剧烈,故反应最剧烈的烧杯是c;’
③b烧杯里发生反应的离子方程式:
2Na+2H2O=2Na++2OH¯+H2↑;
(Ⅱ)
(2)实验步骤:
有气体参与反应,先连接仪器、检查装置气密性、加药品(先加固体,后加液体)后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)①铜与浓硫酸反应的化学方程式是:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+2H2O+SO2↑;根据分析,高锰酸钾的作用是除去CO2中混有的SO2;
②非金属性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,若碳酸可以制得硅酸,则可以证明碳酸强于硅酸,从而可以证明二者非金属性的强弱,故能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是:
盛有硅酸钠溶液的试管出现白色沉淀;
③试管D用SO2与NaHCO3制备CO2,反应的离子方程式:
SO2+HCO3¯=CO2+HSO3¯。
6.我国“神舟”系列载人飞船的成功发射,标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”
(1)火箭升空时,由于与大气层的剧烈摩擦,产生高温。
为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的性质最可能的是____________
A.在高温下不融化 B.在高温下可分解气化
C.在常温下就分解气化 D.该涂料不可能发生分解
(2)火箭升空需要高能的燃料,经常是用N2O4和N2H4作为燃料,其反应的方程式是:
N2O4+N2H4→N2+H2O。
请配平该反应方程式:
————N2O4+————N2H4→————N2+————H2O,_________
该反应中被氧化的原子与被还原的原子物质的量之比是_____。
这个反应应用于火箭推进器,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_______。
(3)为了向宇航员提供氧气,飞船上有专门的供氧装置。
现有供氧剂过氧化钠与超氧化钾(KO2)。
①写出它们与二氧化碳反应的化学方程式(超氧化钾与二氧化碳的反应产物与过氧化钠类似):
________________________;_________________________。
②你选择的供氧剂是:
_____,原因是:
____________________________。
【答案】B1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O2∶1产物无污染2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O24KO2+2CO2=2K2CO3+3O2KO2原因是:
单位质量产生氧气多
【解析】
【分析】
(1)为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高,因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质,而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。
(2)火箭升空需要高能的燃料,经常是用N2O4和N2H4作为燃料,其反应的方程式是:
N2O4+N2H4→N2+H2O,配平时,利用化合价升降法进行配平。
该反应中被氧化的原子是N2H4中的N原子,被还原的是N2O4中的N原子。
从产物看,N2、H2O都不是大气污染物,由此得出优点。
(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾,与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气。
②通过两反应对比,可确定选择的供氧剂。
【详解】
(1)为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高,因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质,而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。
故选B。
答案为:
B;
(2)在反应N2O4+N2H4→N2+H2O中,N2O4中N显+4价,N2H4中N元素显-2价,产物中N元素显0价,依据电子守恒,可得出如下关系:
N2O4——8e-——2N2H4,从而得出配平的反应方程式:
1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O;该反应中若参加反应的N2O4为1mol,则被氧化的N原子为4mol,被还原的N原子为2mol,二种原子物质的量之比是2∶1。
这个反应应用于火箭推进器,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是产物无污染。
答案为:
1N2O4+2N2H4=3N2+4H2O;2∶1;产物无污染;
(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾,与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气,化学方程式为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
答案为:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
;
②从单位质量的供氧量分析,选择的供氧剂是:
KO2,原因是:
单位质量产生氧气多。
答案为:
KO2;单位质量产生氧气多。
【点睛】
平常所用的物品,对表面涂料的要求是稳定,能起到保护内部金属等不受腐蚀的作用,而火箭的涂层不是为了防锈,而是“为了防止火箭温度过高”,即起到降温的作用,所以解题时,只有理解题意,才能不出现解答错误。
7.已知:
甲、乙、丙、丁为常见化合物,A、B为单质,相互转化关系如图。
其中甲是天然气的主要成分。
回答下列问题:
(1)丁物质的名称:
______,丙物质的化学式:
_________________________________________。
(2)检验化合物乙的化学方程式:
___________________________________________________。
(3)试剂X可能的化学式:
________、________(要求:
所选物质类别不同)。
(4)通过分析表明:
燃料充分燃烧的条件之一是______________________________。
(5)取变红溶液于试管中加热,观察到的现象有_______________________________________。
【答案】水COCO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OO2CuO充足的氧气红色溶液变成紫色,有气泡冒出
【解析】
【分析】
甲是天然气的主要成分,则甲是甲烷,甲与A,B与A能燃烧,则A是氧气,丁电解生成A、B,则B是氢气,丁是水,乙与水加入紫色石蕊试液后溶液变红,则乙是二氧化碳,丙与乙可以相互转化,则丙是一氧化碳,据此分析解答。
【详解】
(1)根据分析可知丁是水,丙是CO,故答案为:
水;CO;
(2)检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水,反应方程式为:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)由丙转化到乙,则试剂X可以是氧气,也可以是氧化铜等物质,所属的类别分别是单质和氧化物;故答案为:
O2;CuO;
(4)通过分析表明:
燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气;故答案为:
充足的氧气;
(5)取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程,故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色,有气泡冒出;故答案为:
红色溶液变成紫色,有气泡冒出。
8.探究无机盐X(仅含三种短周期元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
请回答:
(1)X的化学式是____。
(2)白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是____。
(3)高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应,写出该反应的化学方程式____。
【答案】Mg2SiO4或2MgO·SiO2SiO2+2OH-=SiO32-+H2OSiO2+2C
Si+2CO↑
【解析】
【详解】
无机盐X(仅含三种短周期元素),加入过量盐酸溶解,离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液,白色胶状沉淀为硅酸,白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80g为SiO2,物质的量=1.8g÷60g/mol=0.03mol,溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液,说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子,物质的量为0.03mol,若为硅酸根离子其质量=0.03mol×76g/mol=2.28g,金属质量=4.20g-2.28g=1.92g,无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg(OH)2,金属离子物质的量=3.48g÷58g/mol=0.06mol,质量为0.06mol×24g/mol=1.44g,不符合,则应为原硅酸根,物质的量为0.03mol,质量=0.03mol×92g/mol=2.76g,金属质量4.20g-2.76g=1.44g,物质的量=1.44g÷24g/mol=0.06mol,得到X为Mg2SiO4,则
(1)X的化学式是Mg2SiO4或2MgO·SiO2。
(2)白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。
(3)高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应,该反应的化学方程式SiO2+2C
Si+2CO↑。
9.A元素的一种单质是重要的半导体材料,含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维,C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)易与C发生化学反应的酸是________,反应的化学方程式是_______________。
(2)将C与纯碱混合,在高温熔融时发生化学反应也可生成D,同时还生成B的最高价氧化物E;将E与D在足量的水中混合后,又发生化学反应生成含A的化合物F。
①写出生成D和F的化学反应方程式:
____________________、__________________。
②要将纯碱在高温下熔化,下列坩埚中不可选用的是________。
A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.瓷坩埚D.铁坩埚
【答案】氢氟酸SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ABC
【解析】
【分析】
“A元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A为Si,通过“光导纤维”可推测C为SiO2,SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。
SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2SiO3和CO2,故B为C,E为CO2,二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠,故F为H2SiO3。
【详解】
(1)SiO2易与氢氟酸发生反应,故答案为:
氢氟酸;
;
(2)①根据分析可知答案为:
;
;
②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2,会在高温下与纯碱反应,故A项错误;B项石英玻璃坩埚中含有SiO2,会在高温下与纯碱反应,故B项错误;C项瓷坩埚中含有SiO2,会在高温下与纯碱反应,故C项错误;D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质,故D项正确;故答案为:
ABC。
【点睛】
半导体材料为硅单质,光导纤维材料为二氧化硅,为高频考点,一定要注意记忆区分。
10.某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。
已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。
M与其他物质的转化关系如图1所示(部分产物已略去):
(1)写出B的电子式________。
(2)若A是一种非金属单质,且可用于制造半导体材料,写出A和B水溶液反应的离子方程式__________________________。
(3)若A是CO2气体,A与B溶液能够反应,反应后所得的溶液再与盐酸反应,生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2所示,则A与B溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为_____________;c(HCl)=________mol/L。
(4)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则将过量的F溶液逐滴加入E溶液,边加边振荡,所看到的实验现象是______________________________________。
(5)若A是一种可用于做氮肥的化合物,A和B反应可生成气体E,E与F、E与D相遇均冒白烟,且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露,写出E与D反应的化学方程式为___________________。
(6)若A是一种溶液,可能含有H+、NH
、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32-、SO42-中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图3所示,由此可知,该溶液中肯定含有的离子是_____________________,它们的物质的量浓度之比为______________。
【答案】
Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑NaOH、Na2CO30.05先有白色沉淀生成,随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl2+8NH3===N2+6NH4ClH+、Al3+、
、
c(H+)∶c(Al3+)∶c(
)∶c(
)=1∶1∶2∶3
【解析】
【分析】
(1)C可在D中燃烧发出苍白色火焰,为氢气与氯气反应生成HCl,可推知C为H2、D为Cl2、F为HCl,M是日常生活中不可缺少的调味品,由转化关系可知,M的溶液电解生成氢气、氯气与B,可推知M为NaCl、B为NaOH;
(2)若A是一种非金属单质,且可用于制造半导体材料,则A为Si,Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2;
(3)曲线中,从0.4L~0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,该阶段消耗盐酸为200mL,而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL,大于200mL,所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3;
(4)若A是一种常见金属单质,且与NaOH溶液能够反应,则A为Al,E为NaAlO2,则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中,先生成氢氧化铝,而后氢氧化铝溶解;
(5)若A是一种氮肥,实验室可用A和NaOH反应制取气体E,则E为NH3、A为铵盐,E与氯气相遇均冒白烟,且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露,则氨气与氯气反应生成氯化铵,同时生成氮气;
(6)由图可知,开始加入NaOH没有沉淀和气体产生,则一定有H+,一定没有CO32-,后来有沉淀产生且最后消失,则一定没有Mg2+、Fe3+,一定含有Al3+;中间段沉淀的质量不变,应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应,则含有NH4+,由电荷守恒可知一定含有SO42-,根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n(H+):
n(Al3+):
n(NH4+)之比,再结合电荷守恒计算与n(SO42-)的比例关系,据此计算。
【详解】
(1)B为NaOH,其电子式为
;
(2)A为Si,Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2,反应的离子方程式为Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑;
(3)曲线中,从0.4L~0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,该阶段消耗盐酸为200mL,而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL,大于200mL,所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3;生成0.01molCO2需要的盐酸为200mL,结合反应原理NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,则c(HCl)=
=0.05mol/L;
(4)若A是一种常见金属单质,且与NaOH溶液能够反应,则A为Al,E为NaAlO2,则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中,先生成氢氧化铝,而后氢氧化铝溶解,故看到的现象为:
液中逐渐有白色絮状沉淀生成,且不断地增加,随后沉淀逐渐溶解最终消失;
(5)若A是一种氮肥,实验室可用A和NaOH反应制取气体E,则E为NH3、A为铵盐,E与氯气相遇均冒白烟,且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露,则氨气与氯气反应生成氯化铵,同时生成氮气,反应方程式为:
3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl,
(6)由图可知,开始加入NaOH没有沉淀和气体产生,则一定有H+,一定没有CO32-,后来有沉淀产生且最后消失,则一定没有Mg2+、Fe3+,一定含有Al3+;中间段沉淀的质量不变,应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应,则含有NH4+,由电荷守恒可知一定含有SO42-,发生反应H++OH-=H2O,氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积,发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积,发生反应NH4++OH-=NH3•H2O,铵根消耗氢氧化钠为2体积,则n(H+):
n(Al3+):
n(NH4+)=1:
1:
2,由电荷守恒可知,n(H+):
n(Al3+):
n(NH4+):
n(SO42-)=1:
1:
2:
3,故c(H+):
c(Al3+):
c(NH4+):
c(SO42-)=1:
1:
2:
3。
11.云母是一种重要的硅酸盐,它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。
白云母可看作叶腊石中1/4的SiⅣ被AlⅢ所取代,再由KⅠ平衡其电荷后形成的。
而叶腊石可以看作SiO2中有1/3的SiⅣ被AlⅢ取代,再由KⅠ平衡其电荷形成的。
(1)白云母写成氧化物形式的化学式为_______________。
(2)研究表明,在硅酸盐中,AlⅢ很容易取代SiⅣ,取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。
从立体几何的知识看,AlⅢ与SiⅣ最直接的关系是_______________。
(3)黑云母的化学式为KMg3AlSi3O10(OH)2,在水与二氧化碳的同时作用下,风化为高岭土[AI2Si2O5(OH)4]。
①写出离子反应方程式_______________。
②上述反应为什么能够发生_______________
③风化后Al为什么不能以Al3+形式被地下水溶解_______________
【答案】K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2OAlⅢ与SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++1
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