- 陶瓷
- 共158题
据统计，2006年一季度江苏省粗钢产量为748.23万吨，同比增加254.86万吨；钢铁工业已成为我省重要的支柱产业．某大型铁矿附近有炼焦煤、石灰石、黏土矿和丰富的水资源．
（1）随着铁矿的开发，该地建立了如图所示位置关系的炼焦厂、钢铁厂、发电厂和水泥厂．请写出图中B、D所代表的两个工厂的名称：B．______；D．______．
（2）硫铁矿其外观如黄金，故其又被称为“愚人金”．现有黄金、愚人金两种小块试样，提供的仪器主要有：
A．托盘天平B．酒精喷灯C．试管夹D．坩埚钳E．烧杯F．量筒
另外，H2O、空气可任意选用，请回答问题：
①若用物理方法来鉴别该黄金、愚人金试样，应选用的仪器为______（填代号）；
②若用化学方法来鉴别该黄金、愚人金试样，应选用的仪器为______（填代号）．
（3）某发电厂每天排放1.12×103m3（标准状况）尾气，其中含0.02%（体积分数）的SO2，现欲用2.0 mol/L氢氧化钠溶液进行处理，每天至少需要氢氧化钠溶液的体积是______L．
正确答案
（1）依据流程图分析判断，建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系，煤矿用来火力发电，也可以用来炼焦得到炼铁的还原剂，A为发电厂，B为炼焦厂，赤铁矿和石灰石用来炼铁和出脉石，C为炼铁出厂，D是粘土和石灰石为原料的工艺生成判断为水泥厂，故答案为：炼焦厂；水泥厂；
（2）①测出试样的质量（托盘天平），体积（量筒中加水再加入待测物），求出密度，两者密度差异大，故答案为：A、F；
②金在高温下不与氧气反应，硫铁矿可与氧气反应，4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（s）+8SO2（g），可用酒精喷灯灼烧观察颜色的变化，故答案为：B、D；
（3）设需要氢氧化钠溶液的体积为x
NaOH+SO2═NaHSO3
122.4
2.0 mol/L×x1.12×103m3×1000×0.02%
解得：x=5L
故答案为：5．
氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料．粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3气的混合物反应制取．粉末状Si3N4对空气和水都不稳定，粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质．但是，将粉末状Si3N4和适量MgO（难熔）在230℃1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料．
（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的反应方程式：______．
（2）分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的方程式：______；______．
（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？
正确答案
（1）SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应生成Si3N4，其化学方程式为：3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl；故答案为：3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl；
（2）粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体是氨气和一种难溶性的酸是硅酸，其反应方程式为：Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质，根据原子守恒可知为二氧化硅，其反应方程式为Si3N4+3O2═3SiO2+2N2；
故答案为：Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3；Si3N4+3O2═3SiO2+2N2；
（3）因为在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜，使固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀；
故答案为：在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜．
（1）某建筑材料，主要成分为铝硅酸盐，化学式是MgAl2H4Si4O14；化学式改写成氧化物形式为______．该材料与酸或碱反应时可以看作各氧化物分别与酸、碱反应，则材料该与足量的氢氧化钠反应后过滤，滤渣主要是______．
（2）除去FeCl2溶液中少量的FeCl3最好加入______物质．
（3）鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可选用______（填序号）．
①NaOH ②Ca（OH）2 ③BaCl2④K2SO4 ⑤Ca（NO3）2
（4）某溶液中有①SO42-②Mg2+③Fe2+④Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，加热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是______．
（5）将盛有18mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是______．
①1.2mL ②2.4mL ③3.6mL ④5.2mL
A．①②B．①③C．②④D．①④
正确答案
（1）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，MgAl2H4Si4O14改写成氧化物形式为MgO•Al2O3•4SiO2•2H2O；氧化铝、二氧化硅均能与氢氧化钠溶液反应，氧化镁与氢氧化钠溶液不反应，因此滤渣的成分为MgO，
故答案为：MgO•Al2O3•4SiO2•2H2O；MgO；
（2）氯化铁和铁粉反应生成氯化亚铁，过量铁粉过滤除掉，
故答案为：Fe；
（3））①碳酸钠与氢氧化钠不反应，碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成水和碳酸钠，无明显现象；
②氢氧化钙与Na2CO3、NaHCO3溶液反应均生成碳酸钙沉淀；
③碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，碳酸氢钠与氯化钡不反应；
④Na2CO3和NaHCO3溶液与K2SO4均不反应；
⑤碳酸钠与Ca（NO3）2反应生成碳酸钙沉淀，碳酸氢钠与Ca（NO3）2不反应；
故答案为：③⑤；
（4）Mg2+与氢氧根离子反应生成氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成Mg2+，Mg2+数目不变；Al3+与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子，偏铝酸根离子与氢离子反应生成Al3+，Al3+数目不变；Fe2+与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，氢氧化铁与氢离子反应生成铁离子，因此Fe2+数目减少；
故答案为：Fe2+；
（5）如氧气过量，则剩余2ml无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为x，则有：
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4x x
4x+x=18ml-2ml=16ml，
x=3.2ml，所以氧气的体积为：2ml+3.2ml=5.2ml；
如NO2过量，则剩余2ml无色气体为NO，设氧气的体积为y，
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3 1
（18ml-y-4y） 2
解得：y=2.4ml，
故答案为：C．
硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用．回答下列问题：
（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有______．
（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料．工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外，也可以生产碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为______．
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式______．
（3）有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和______；SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为______．
（4）还原炉中发生的化学反应为：______．
（5）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是______．
正确答案
（1）工业上生产普通玻璃的主要原料是纯碱、石英、石灰石，故答案为：纯碱、石英、石灰石；
（2）①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应，SiO2+2C 
故答案为：SiO2+2C
②粗硅与干燥HCl气体反应Si+3HCl
（3）利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过精馏（或蒸馏）除去杂质；SiHCl3水解反应方程式为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，生成硅酸、氢气和氯化氢，
故答案为：故答案为：精馏（或蒸馏）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；
（4）还原炉中SiHCl3和氢气发生反应制得纯硅，SiHCl3+H2
故答案为：SiHCl3+H2
（5）氯碱工业主要反应为电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O 
硅是带来人类文明的重要元素之一．硅及其化合物在材料、电子信息等方面具有重要运用．回答下列问题：
（1）将下列硅酸盐改写成氧化物的形式（改写时注意金属氧化物在前．非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后）．
①镁橄榄石（Mg2SiO4）：______．
②高岭土[Al2（Si2O3）（OH）4]：______．
（2）玻璃是硅酸盐，工业上用石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中熔融制得，写出相应的化学方程式______，______．实验室盛放烧碱溶液的试剂瓶的瓶塞不能用玻璃塞，而用橡皮塞．其原因为（用化学方程式表示）______．
（3）工业上用碳在高温下与二氧化硅制取粗硅，写出该反应的方程式______．
正确答案
（1）把硅酸盐写成二氧化硅和其它氧化物形式，要保证原子总数和化合价不变，按化合价分别写化学式分别为2MgO•SiO2、Al2O3•2SiO2•2H2O，故答案为：①2MgO•SiO2 ②Al2O3•2SiO2•2H2O；
（2）工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石，碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳，该反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2 
故答案为：SiO2+CaCO3═CaSiO3+CO2↑、SiO2+Na2CO3═Na2SiO3+CO2↑，SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O．
（3）碳在高温下与二氧化硅反应生成粗硅和CO，故反应方程为：SiO2+2C═Si+2CO↑；
故答案为：SiO2+2C═Si+2CO↑．
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