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1、新編化學(xué)精品資料 課時(shí)訓(xùn)練20　硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品 1.遠(yuǎn)古時(shí)期人類就已經(jīng)開(kāi)始加工和使用陶瓷,如下圖所示是清代民窯陶瓷產(chǎn)品。下列關(guān)于陶瓷的說(shuō)法正確的是 (　　) 清康熙　景德鎮(zhèn)窯青花釉里紅山水紋花觚 　　　　　　　　　　　　　 A.陶瓷是硅酸鹽產(chǎn)品 B.陶瓷是金屬產(chǎn)品 C.陶瓷中不含金屬元素 D.陶瓷屬于合金材料 解析:陶瓷屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品,硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。所以陶瓷中含有金屬元素,但不屬于合金材料。 答案:A 2.下列材料的特性及用途說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.氧化鋁陶瓷具有兩性,不可用來(lái)制造人造牙齒 B.氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱,

2、可用來(lái)制造柴油機(jī) C.光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的能力很強(qiáng),是非常好的通信材料 D.壓電陶瓷十分敏感,可以將極其微弱的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),可用來(lái)制壓電地震儀 解析:Al2O3具有兩性,可與酸、堿反應(yīng),牙齒經(jīng)常接觸酸性物質(zhì),但氧化鋁陶瓷性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定,酸堿很難將其腐蝕,且氧化鋁制成的假牙與天然牙齒十分接近,選項(xiàng)A說(shuō)法錯(cuò)誤。 答案:A 3.根據(jù)水泥和玻璃的生產(chǎn),總結(jié)出硅酸鹽工業(yè)的一般特點(diǎn)是(　　) ①生成物是硅酸鹽?、诜磻?yīng)條件是高溫　③含有硅的物質(zhì)作原料?、芊磻?yīng)原理是一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化 A.①③ B.①②③ C.①③④ D.①②③④ 答案:D 4.下列表述正確的是(　　) ①人造剛玉

3、熔點(diǎn)很高,可用做高級(jí)耐火材料,主要成分是二氧化硅　 ②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成,瑪瑙的主要成分是硅酸鹽　 ③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥,水泥是硅酸鹽材料　 ④夏天到了,游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛　 ⑤太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作,其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能 A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤ 解析:剛玉的主要成分為Al2O3;瑪瑙的主要成分是SiO2;玻璃的主要成分為SiO2和硅酸鹽;水泥的主要成分為3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3等,為硅酸鹽材料;Cu2O雖然是紅色的,但它不能變色,也不能

4、吸收有害光線;硅材料不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。 答案:D 5.陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中,下列不屬于陶瓷制品的是(　　) A.電器中的絕緣瓷管 B.實(shí)驗(yàn)室中的坩堝 C.實(shí)驗(yàn)室中的試管 D.建筑上燒制的磚瓦 答案:C 6.城市建設(shè)在改善城市面貌的同時(shí),也給城市環(huán)境帶來(lái)了一場(chǎng)嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難——石棉污染,吸入石棉纖維者易患肺癌。已知石棉是硅酸鹽礦物,某種石棉的化學(xué)式表示為Ca2MgxSiyO22(OH)2,式中x,y的值分別是(　　) A.5,8 B.8,3 C.3,8 D.8,5 解析:硅酸鹽是一種比較復(fù)雜的化合物,在化合物中,各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為0。 Ca+22Mg+

5、2xSi+4yO-222(OH-1)2,2×2+2x+4y=44+2,可得:2x+4y=42,從式中可知,x=5,y=8。 答案:A 7.過(guò)量的泥沙、純堿和生石灰熔化后生成(　　) ①水泥,②玻璃,③瓷器,④混凝土,⑤一種硅酸鹽產(chǎn)品 A.①④ B.②⑤ C.③ D.①③⑤ 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,沒(méi)有水泥則不能制成混凝土,泥沙的主要成分為SiO2,泥沙、純堿、生石灰熔化后發(fā)生的反應(yīng)為SiO2+CaOCaSiO3,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑。 答案:B 8.下列溶液可以盛放在玻璃試劑瓶中但不能用磨口玻璃塞的是(　　) A.稀鹽

6、酸 B.氫氟酸 C.氫氧化鈉溶液 D.氯化鈉溶液 解析:C項(xiàng)中溶液呈堿性,不能與光滑的玻璃反應(yīng),但能與毛玻璃裸露的SiO2反應(yīng);氫氟酸能腐蝕玻璃。 答案:C 9.某硅酸鹽樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.6%,其化學(xué)組成用氧化物形式可表示為nZnO·SiO2,則n值等于(　　) A.0.5 B.1 C.2 D.3 解析:鋅的摩爾質(zhì)量為65 g·mol-1,根據(jù)在硅酸鹽樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.6%,可求出n=2。 答案:C 10.金屬陶瓷是一種應(yīng)用于高科技的復(fù)合材料,合成方法是將陶瓷(主要成分為Al2O3、ZrO2等耐高溫材料)和黏結(jié)金屬(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔點(diǎn)金屬)研

7、磨混勻成型后,高溫?zé)Y(jié)使金屬仍然以單質(zhì)的形式存在于金屬陶瓷之中,據(jù)此判斷合成工藝必須(　　) A.在氧氣氣氛中合成 B.在HCl氣氛中合成 C.在氮?dú)鈿夥罩泻铣? D.在空氣氣氛中合成 解析:Cr、Ti可以與空氣、氧氣以及酸等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以該工藝不能在氧氣、空氣以及HCl氣氛中合成。 答案:C 11.某科研小組用高嶺土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含少量的CaO·Fe2O3)研制新型凈水劑(鋁的化合物)。其實(shí)驗(yàn)步驟如下:將土樣和純堿混勻,加熱熔融,冷卻后用水浸取熔塊,過(guò)濾,棄去殘?jiān)?溶液用鹽酸酸化,經(jīng)過(guò)濾,分別得到沉淀和溶液,溶液即為凈水劑。 (1)寫出熔融

8、時(shí)的主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式(Al2O3與純堿的反應(yīng)和SiO2與純堿反應(yīng)相似):? 　　　　　　　　,　。? (2)最后的沉淀物是　,? 寫出生成該沉淀的離子方程式:　。? (3)實(shí)驗(yàn)中常用的有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝。本實(shí)驗(yàn)在熔融土樣時(shí),應(yīng)選　坩堝。? 解析:土樣成分中的CaO、Fe2O3屬于堿性氧化物,不與Na2CO3反應(yīng)。SiO2和Na2CO3在高溫下的反應(yīng)與生產(chǎn)玻璃的反應(yīng)相同。Al2O3屬于兩性氧化物,與Na2CO3反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)酸性氧化物的性質(zhì),生成NaAlO2和CO2。 熔塊加水后過(guò)濾所得的濾液中含有Na2SiO3和NaAlO2,再加入鹽酸時(shí),發(fā)生如下反應(yīng): H+

9、+AlO2-+H2OAl(OH)3↓ Al(OH)3+3H+Al3++3H2O 2H++SiO32-H2SiO3↓ 所以,最后的沉淀物只有H2SiO3,沒(méi)有Al(OH)3。 瓷坩堝中含有的SiO2及氧化鋁坩堝中的Al2O3在高溫下都能與Na2CO3反應(yīng),所以熔融土樣時(shí)不能使用瓷坩堝和氧化鋁坩堝,只能選用鐵坩堝。 答案:(1)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑ (2)H2SiO3　SiO32-+2H+H2SiO3↓ (3)鐵 12.石棉是一種具有壓伸強(qiáng)度大、柔韌性強(qiáng)、耐熱、耐火、耐酸堿腐蝕,而且價(jià)格低廉的硅酸鹽。石棉

10、有毒,能使人患肺癌。 (1)有一種石棉礦叫做青石棉,其化學(xué)式為Na2Fe5Si8H2O24,寫成氧化物形式的化學(xué)式為　　　　　　　　　　。? (2)三硅酸鎂是一種胃病患者常用的藥劑,三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)中和胃酸(主要成分為鹽酸)的化學(xué)反應(yīng)方程式為　　　　　　　　　　　。? (3)生產(chǎn)玻璃的原料之一是正長(zhǎng)石KAlSi3Ox,x是　　　　　,以氧化物形式表示為　　　　　　　。? 解析:(1)改寫時(shí)按“較活潑金屬氧化物→較不活潑金屬氧化物→二氧化硅→水”的排列順序書(shū)寫,變價(jià)元素按“先低價(jià)后高價(jià)”的規(guī)律書(shū)寫,故答案為 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O。

11、(2)先將鹽改寫成氧化物為2MgO·3SiO2·nH2O,中和胃酸實(shí)質(zhì)是MgO中和鹽酸。反應(yīng)式為 Mg2Si3O8·nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O。 答案:(1)Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O (2)Mg2Si3O8·nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O (3)8　K2O·Al2O3·6SiO2 13.“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會(huì)極大地推動(dòng)生產(chǎn)、生活的發(fā)展,一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時(shí)代的意義。請(qǐng)你回答以下問(wèn)題: (1)無(wú)機(jī)非金屬材料。高純度單晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料,又稱“半導(dǎo)體”材料,它的發(fā)現(xiàn)和使用

12、曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。 SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純) 步驟①的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　。實(shí)驗(yàn)室中可用二氧化硅制取硅酸,有關(guān)化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　。? (2)磁性材料。這種材料一般含有鐵元素,鐵以化學(xué)性質(zhì)活潑、用途廣泛而著稱。其中在工業(yè)上用途最廣的是各式各樣的復(fù)合鋼管材料,一般的鋼鐵是　　　　　　(填組成成分的元素符號(hào))合金,其硬度比純鐵　　　　　(填“大”或“小”)。? (3)激光材料。我國(guó)是激光技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家,紅寶石(Al2O3)是最早用于生產(chǎn)激光的材料,它是一種兩性氧化物,請(qǐng)用離子方程式加以說(shuō)明:　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　。?

13、 (4)納米材料。膠體是一種物質(zhì)以“納米”顆粒的形式分散到另一種物質(zhì)里形成的分散系,膠體粒子的直徑大約是　　　　　,區(qū)分膠體和溶液最經(jīng)典的方法是　　　　　　　　　　。? 解析:(1)由SiO2與C反應(yīng)制粗硅,生成CO,不生成CO2;由于SiO2不溶于水,所以由SiO2先與強(qiáng)堿(NaOH)反應(yīng)制取可溶性硅酸鹽,再通入CO2(或加鹽酸)即可生成H2SiO3。 (2)鋼是由Fe、C組成的合金,一般比Fe的硬度大。 (3)Al2O3與酸反應(yīng)生成Al3+和H2O,與堿反應(yīng)生成AlO2-。 (4)膠體微粒直徑在1~100 nm之間,特征現(xiàn)象是丁達(dá)爾現(xiàn)象。 答案:(1)SiO2+2CSi+2CO↑　SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓(或Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓) (2)Fe、C　大 (3)Al2O3+6H+2Al3++3H2O　Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O (4)1~100 nm　利用丁達(dá)爾現(xiàn)象