Question

“9·11”事件已過去多年，但其留給人們的傷害還存在�？茖W(xué)家曾警告說，隨著美國世貿(mào)大廈的轟然倒下，原來在建筑大廈時用的大量石棉將釋放出來污染環(huán)境（石棉有毒，能使人患肺癌）。石棉是一種具有壓伸強度大、柔韌性強、耐熱、耐火焰、耐酸堿腐蝕、價格低廉的硅酸鹽。完成下列問題：
（1）有一種石棉叫礦青石棉，其分子式為Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂，其中鐵的平均化合價為_______________，鐵的氧化物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為____________（鐵用氧化物的形式表示）。
（2）研究表明，在硅酸鹽中，Al³⁺很容易取代Si⁴⁺，取代后不會引起原硅酸鹽結(jié)構(gòu)大的變化。從立體幾何的知識看，Al³⁺與Si⁴⁺最直接的關(guān)系是__________________________________。

Answer 1

（1）+2，4價  FeO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為75%，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%
（2）Al³⁺和Si⁴⁺的半徑相差不大

本題以社會熱點為背景，依托石棉知識，考查學(xué)生攝取信息、分析問題的能力。
（1）先寫出Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂氧化物的形式：Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂→Na₂O·8SiO₂·H₂O，但還有5個Fe和6個O，聯(lián)想常見Fe的氧化物，可寫出Fe₂O₃·3FeO，故其氧化物形式為Na₂O·3FeO·Fe₂O₃·8SiO₂·H₂O。根據(jù)化合價之和為0原則，鐵的平均化合價為=+2.4，故FeO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為75%，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%。
（2）“硅酸鹽結(jié)構(gòu)”“立體幾何”都啟示我們從Al³⁺和Si⁴⁺的半徑考慮：因Al³⁺和Si⁴⁺的半徑相差不大，故插入后不會引起晶體結(jié)構(gòu)的變化。