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1、中学化学精品资料课时训练20硅酸盐矿物与硅酸盐产品1.远古时期人类就已经开始加工和使用陶瓷,如下图所示是清代民窑陶瓷产品。下列关于陶瓷的说法正确的是()清康熙景德镇窑青花釉里红山水纹花觚A.陶瓷是硅酸盐产品B.陶瓷是金属产品C.陶瓷中不含金属元素D.陶瓷属于合金材料解析:陶瓷属于传统硅酸盐产品,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。所以陶瓷中含有金属元素,但不属于合金材料。答案:A2.下列材料的特性及用途说法错误的是()A.氧化铝陶瓷具有两性,不可用来制造人造牙齿B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造柴油机C.光导纤维导光的能力很强,是非常好的通信材料D.压电陶瓷十分敏感,可以将极其微
2、弱的机械振动转换成电信号,可用来制压电地震仪解析:Al2O3具有两性,可与酸、碱反应,牙齿经常接触酸性物质,但氧化铝陶瓷性质相当稳定,酸碱很难将其腐蚀,且氧化铝制成的假牙与天然牙齿十分接近,选项A说法错误。答案:A3.根据水泥和玻璃的生产,总结出硅酸盐工业的一般特点是()生成物是硅酸盐反应条件是高温含有硅的物质作原料反应原理是一系列复杂的物理化学变化A.B.C.D.答案:D4.下列表述正确的是()人造刚玉熔点很高,可用做高级耐火材料,主要成分是二氧化硅化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料夏天到了,游客佩戴由添加
3、氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能A.B.C.D.解析:刚玉的主要成分为Al2O3;玛瑙的主要成分是SiO2;玻璃的主要成分为SiO2和硅酸盐;水泥的主要成分为3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3等,为硅酸盐材料;Cu2O虽然是红色的,但它不能变色,也不能吸收有害光线;硅材料不会产生对环境有害的物质。答案:D5.陶瓷已广泛应用于生活和生产中,下列不属于陶瓷制品的是()A.电器中的绝缘瓷管B.实验室中的坩埚C.实验室中的试管D.建筑上烧制的砖瓦答案:C6.城市建设在改善城市面貌的同时,也给城市环境带来了一场严重的环境
4、灾难石棉污染,吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物,某种石棉的化学式表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2,式中x,y的值分别是()A.5,8B.8,3C.3,8D.8,5解析:硅酸盐是一种比较复杂的化合物,在化合物中,各元素的化合价的代数和为0。Ca+22Mg+2xSi+4yO-222(OH-1)2,22+2x+4y=44+2,可得:2x+4y=42,从式中可知,x=5,y=8。答案:A7.过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成()水泥,玻璃,瓷器,混凝土,一种硅酸盐产品A.B.C.D.解析:制水泥和瓷器一定要有黏土,所以不能制取水泥和瓷器,没有水泥则不能制成混凝土,泥沙的主要成分为S
5、iO2,泥沙、纯碱、生石灰熔化后发生的反应为SiO2+CaOCaSiO3,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。答案:B8.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是()A.稀盐酸B.氢氟酸C.氢氧化钠溶液D.氯化钠溶液解析:C项中溶液呈碱性,不能与光滑的玻璃反应,但能与毛玻璃裸露的SiO2反应;氢氟酸能腐蚀玻璃。答案:C9.某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%,其化学组成用氧化物形式可表示为nZnOSiO2,则n值等于()A.0.5B.1C.2D.3解析:锌的摩尔质量为65 gmol-1,根据在硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%,可求出n=2。答案:C10.金属陶瓷是一
6、种应用于高科技的复合材料,合成方法是将陶瓷(主要成分为Al2O3、ZrO2等耐高温材料)和黏结金属(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属)研磨混匀成型后,高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中,据此判断合成工艺必须()A.在氧气气氛中合成B.在HCl气氛中合成C.在氮气气氛中合成D.在空气气氛中合成解析:Cr、Ti可以与空气、氧气以及酸等发生化学反应,所以该工艺不能在氧气、空气以及HCl气氛中合成。答案:C11.某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O32SiO22H2O,并含少量的CaOFe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水
7、浸取熔块,过滤,弃去残渣,溶液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂。(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱反应相似):,。(2)最后的沉淀物是,写出生成该沉淀的离子方程式:。(3)实验中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚。本实验在熔融土样时,应选坩埚。解析:土样成分中的CaO、Fe2O3属于碱性氧化物,不与Na2CO3反应。SiO2和Na2CO3在高温下的反应与生产玻璃的反应相同。Al2O3属于两性氧化物,与Na2CO3反应时表现酸性氧化物的性质,生成NaAlO2和CO2。熔块加水后过滤所得的滤液中含有Na2SiO3和NaAl
8、O2,再加入盐酸时,发生如下反应:H+AlO2-+H2OAl(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O2H+SiO32-H2SiO3所以,最后的沉淀物只有H2SiO3,没有Al(OH)3。瓷坩埚中含有的SiO2及氧化铝坩埚中的Al2O3在高温下都能与Na2CO3反应,所以熔融土样时不能使用瓷坩埚和氧化铝坩埚,只能选用铁坩埚。答案:(1)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2(2)H2SiO3SiO32-+2H+H2SiO3(3)铁12.石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火、耐酸碱腐蚀,而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒,能使人患肺
9、癌。(1)有一种石棉矿叫做青石棉,其化学式为Na2Fe5Si8H2O24,写成氧化物形式的化学式为。(2)三硅酸镁是一种胃病患者常用的药剂,三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学反应方程式为。(3)生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox,x是,以氧化物形式表示为。解析:(1)改写时按“较活泼金属氧化物较不活泼金属氧化物二氧化硅水”的排列顺序书写,变价元素按“先低价后高价”的规律书写,故答案为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O。(2)先将盐改写成氧化物为2MgO3SiO2nH2O,中和胃酸实质是MgO中和盐酸。反应式为Mg2Si3O8nH2O+4HCl2
10、MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O。答案:(1)Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O(2)Mg2Si3O8nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O(3)8K2OAl2O36SiO213.“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划时代的意义。请你回答以下问题:(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”。SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)步骤的化学方程式为。实验室中可用二氧化硅制取硅酸,有关化学方程式为。(2)磁性材料。这种材料一般含有铁元素
11、,铁以化学性质活泼、用途广泛而著称。其中在工业上用途最广的是各式各样的复合钢管材料,一般的钢铁是(填组成成分的元素符号)合金,其硬度比纯铁(填“大”或“小”)。(3)激光材料。我国是激光技术先进的国家,红宝石(Al2O3)是最早用于生产激光的材料,它是一种两性氧化物,请用离子方程式加以说明:,。(4)纳米材料。胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系,胶体粒子的直径大约是,区分胶体和溶液最经典的方法是。解析:(1)由SiO2与C反应制粗硅,生成CO,不生成CO2;由于SiO2不溶于水,所以由SiO2先与强碱(NaOH)反应制取可溶性硅酸盐,再通入CO2(或加盐酸)即可生成H2SiO3。(2)钢是由Fe、C组成的合金,一般比Fe的硬度大。(3)Al2O3与酸反应生成Al3+和H2O,与碱反应生成AlO2-。(4)胶体微粒直径在1100 nm之间,特征现象是丁达尔现象。答案:(1)SiO2+2CSi+2COSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3(或Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3)(2)Fe、C大(3)Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+2OH-2AlO2-+H2O(4)1100 nm利用丁达尔现象