- 玻璃、陶瓷和水泥
- 共3144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．
请回答下列问题．
（1）久置的硅酸钠溶液会出现浑浊现象其原因为______（用化学方程式表示）．
（2）红热的木炭与浓硫酸反应的化学方程式：______．
（3）SO2催化氧化成SO3的化学方程式：______．
（4）写出铜与稀硝酸反应的离子方程式______．
（5）实验室制取氨气的化学方程式为______，常用______来干燥氨气．
（6）根据反应Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，回答下列问题：
①还原剂是______，还原产物是______．
②氧化剂与氧化产物的物质的量比是______．
正确答案
（1）硅酸钠溶液与空气中二氧化碳反应生成硅酸沉淀，反应的方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓，
故答案为：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓；
（2）木炭与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应的方程式为C+2H2SO4（浓）
故答案为：C+2H2SO4（浓）
（3）SO2催化氧化成SO3的化学方程式为：2SO2+O2
故答案为：2SO2+O2
（4）向稀硝酸溶液中加入铜片，反应的化学方程式：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；
（5）实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应制备氨气，反应的化学方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl
故答案为：Ca（OH）2+2NH4Cl
（6）①反应Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O中，Cu元素化合价由0价升高到+2价，Cu为还原剂，N元素化合价由+5价降低到+4价，HNO3为氧化剂，NO2为还原产物，
故答案为：Cu；NO2；
②由方程式可知当4molHNO3参加反应时，有2molHNO3被还原为氧化剂，生成1molCu（NO3）2为氧化产物，则氧化剂与氧化产物的物质的量比是2：1，
故答案为：2：1；
化学不仅为人类生活创造了丰厚的物质基础，而且为人类社会可持续发展做出了巨大贡献。
（1）蛋白质是生命的基础，是日常膳食的重要组成部分。下列食物：①黄瓜 ②大豆 ③淀粉 ④鸡蛋 ⑤葡萄干，其中富含蛋白质的是______________（填序号）。
（2）钢铁是人类生产和生活中非常重要的材料，但每年因锈蚀而损失的数量十分惊人，造成钢铁锈蚀的主要原因是发生电化学腐蚀。在电化学腐蚀中，水膜酸性较弱或呈中性时，发生吸氧腐蚀，其电极反应为：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；负极：_____________________。水膜酸性较强时，发生析氢腐蚀，其电极反应为：正极：_________________ 。
（3）生活中的水泥、普通玻璃和陶瓷都属于_____________（填“金属材料”或“无机非金属材料”和“高分子合成材料”），其生产原料不需要使用石灰石的是______________。材料常常成为一个时代的标志，如陶器时代、青铜器时代、铁器时代。在信息时代，你认为信息技术的关键材料的的化学式是
______________。
（4）碳酸氢钠是常见的疏松剂和抗酸药，请写出作抗酸药时的离子方程式_______________________
正确答案
（1）②④
（2）Fe-2e-==Fe2+；2H++2e-==H2↑
（3）无机非金属材料；陶瓷；SiO2（4）HCO3-+H+==H2O+CO2↑
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 
据《科学时报》报道，一项名为“陶瓷耐高温大红色釉的研究”的课题通过了国家12位陶瓷色釉专家参加的技术鉴定，至此国际陶瓷工艺界无法高温(1200～1300 ℃) 烧制大红色釉的历史正式宣告结束。
(1)下列名称与陶瓷有关的是____________（选填字母代号）。
①宜兴②景德镇③秦兵马俑④china⑤黏土
(2)陶瓷分为陶器和瓷器，二者尽管都用黏土作为原料，但在原料的纯度上要求不同，其中需要纯净高岭土的是__________；二者都需要在高温下进行烧制，但具体的温度不同，_________烧制的温度要求更高；二者的制作工艺相差不大，一般需要经过制泥→_________干燥→_______→冷却。
(3)唐三彩属于彩陶，彩陶是在陶瓷坯体上涂有掺杂重金属离子的釉料，而且烧制时通入不同的空气量，即便是掺杂的同一种金属离子，颜色也不同。用铁元素在高温时的变化说明烧制成红色陶瓷的原理：
__________________。
(4)高岭土又叫瓷土，主要由高岭石的微小晶体组成，因盛产于我国江西景德镇的高岭而得名，是制造瓷器的优良原料，其组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中y>10时，x=_______。
正确答案
(1)①②③④⑤
(2)瓷器；瓷器；成型；烧结
(3)在空气过量和高温的条件下，铁元素生成的多为+3价的氧化铁
(4)1
钢化玻璃是一类性能良好的玻璃，它可以克服玻璃质脆易碎的缺点。离子交换法是玻璃进行钢化的一种重要方法。将普通的钠钙玻璃在碳酸钾的强化盐(475℃)中浸泡3.5小时后即可制得。如图是离子交换法的示意图。
(1)普通玻璃是由石英砂、________和________高温熔融而成。主要反应方程式为：________________、
________________。
(2)普通玻璃表面产生裂纹后非常容易破碎，消除表面裂纹的物质之一是氢氟酸，写出氢氟酸与玻璃反应的化学方程式_______________。
(3)玻璃进行钢化过程中，离子交换是_______（填“物理变化”或“化学变化”）。
(4)在玻璃进行钢化处理时，能否用碳酸氢钾代替碳酸钾，____（填“能”或“不能”），原因是___________________________。
正确答案
(1)纯碱；石灰石；Na2CO3+SiO2
(2)4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
(3)化学变化
(4)不能；碳酸氢钾在475℃时会分解得到二氧化碳气体，影响玻璃的质量
古希腊流传这样一个传奇故事：一批运纯碱的商船停泊在江边的沙岸旁，商人找不到石头来搭灶，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。这固体是______，沙子的主要成分是______。
正确答案
玻璃；SiO2
古希腊流传这样一个传奇故事。一批运纯碱的商船停泊在江边的沙岸旁，商人找不到石头来搭灶煮饭，就把船上的大块纯碱搬来，放在沙地上垫锅做饭，饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。这固体是__________。主要成分是___________________。
正确答案
玻璃；Na2SiO3和SiO2
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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