无机非金属材料0.doc

第三节 无机非金属材料一、传统硅酸盐材料水泥主要原料主要设备反应条件普通水泥的主要成分主要性质粘 土石灰石石膏（适量）水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3 CaOAl2O3水硬性玻璃主要原料反应条件玻璃窑中发生的主要反应成分纯碱石灰石石英高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高温CaCO3+SiO2=CaCO3+CO2Na2SiO3CaSiO3SiO2二、新型无极非金属材料1、特征：能承受高温、强度高具有电学特征具有光学特征具有生物特征2、高温结构陶瓷：氮化硅（碳化硅）陶瓷、氧化铝陶瓷光导纤维针对性训练：1下列材料不属于新型无机非金属材料的是（ ）A氮化硅陶瓷 B人造刚玉 C光导纤维 D普通玻璃2属于传统无机非金属材料特征的是（ ）A耐高温 B抗腐蚀性 C光学特征 D生物功能3对下列材料的特征及用途的说法不正确的是（ ）A氧化铝陶瓷具有两性，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，是非常好的通讯材料D人造刚玉硬度高，可用来制造刚玉球磨机4关于氮化硅陶瓷的性能，下列说法不正确的是（ ）A是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨B抗腐蚀能力强，不与任何酸反应C耐高温而且不易传热，抗氧化能力强D高温时也能抗氧化，且能抗冷热冲击例9 物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸，硝酸等强酸。A与纯碱熔融反应，生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通过B的溶液中，则得到化合物D；D在干燥空气中转变为化合物E；将E加热又得到化合物A。试写出A、B、C、D、E的化学式：A_、B_、C_、D_、E_。分析：此题应根据对实验现象的分析，得出结论。A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物，它能与纯碱熔融反应，而且放出气体C，可初步判断A可能是SiO2，B可能是Na2SiO3，C可能是CO2。若把CO2通过Na2SiO3溶液中，会得到胶状沉淀H4SiO4，H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3，H2SiO3只有加热才能生成SiO2。这些都是与题目所给出的实验现象相符合，这就证实A确实是SiO2。A判断出来了，其它物质的推断就迎刃而解。答案：A：SiO2、B：Na2SiO3、C：CO2、D：H4SiO4、E：H2SiO3 例10 下列关于二氧化硅的说法是否正确？简释理由。A二氧化硅分子是由1个硅原子和两个氧原子构成；B二氧化硅又叫硅酐；C二氧化硅与水化合生成对应水化物硅酸；D二氧化硅为酸酐与碱反应不与酸反应；E二氧化硅与碳酸钠反应生成CO2，所以硅酸酸性比碳酸强。分析：判断是非题，一般属于概念性知识多，判断的正确率决定于掌握知识的正确性和完整性。A错，二氧化硅为原子晶体，晶体是氧原子与硅原子个数比为21的网状主体结构，没有分子，SiO2为化学式而非分子式；B对，二氧化硅是硅酸的酸酐；C错，二氧化硅是不溶于水的酸酐；D错，二氧化硅为酸酐，具有酸酐的通性，能于碱反应，但二氧化硅具有特性，可与氢氟酸反应；E错，二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠是在高温，利用CO2的挥发性，促使反应完成，并不能说明硅酸酸性强于碳酸。答案：B例11 （1）怎样用化学方法检验生石灰里混有的石英和石灰石？并写出有关的化学方程式。（2）怎样用一种试剂鉴别硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠3瓶未知液？并写出实验现象及结论。分析：（1）生石灰的成分是氧化钙，若不含杂质，加盐酸能完全溶解并且无气体生成。加盐酸充分反应后仍有不溶于水的固体，说明有石英杂质存在。加盐酸溶解，但放出无色无味并能使石灰水变浑的气体，说明生石灰中含有石灰石。CaO2HCl=CaCl2+H2OCaCO3+2HCl=CaCl2H2OCO2CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O（2）三种未知液均为钠盐，故应根据酸根离子的特性选择鉴别方法。碳酸盐和硅酸盐都能与盐酸反应，但现象不同，所以能用盐酸鉴别。用三支小试管分别取三种未知液各少许，分别滴加稀盐酸，有气体生成的是碳酸钠溶液，有白色胶状沉淀生成的是硅酸钠溶液，无明显现象的是硫酸钠溶液。答案：见分析 例12 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质）。将所选答案的编号填入在表内相应的空格内（如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着）。1可供选择的试剂：A盐酸 B氢氧化钠溶液 C氧气D水 E二氧化碳可选用的操作：水洗 加热 高温灼烧 过滤 结晶 分析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸（氢氟酸除外）反应；它受热不分解等性质。而三氧化二铁，碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生的化学方程式如下：（1）SiO22NaOH=Na2SiO3H2O（3）Fe2O36HCl=2FeCl33H2O（4）CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O（5）H2SiO3SiO2H2O（6）NH4ClNH3HCl答案：（1）B， （2）D， （3）A， （4）A， （5） （6） 例13 锗是A族元素，它的单质晶体是一种良好的半导体材料，广泛用于电子工业，锗可以从燃烧的烟道灰中提取，其过程如下：试写出上述过程中、步反应的化学方程式。_；_；_；分析：Ge为A族，最高正价为+4价，其氧化物为GeO2，又+4价稳定，与盐酸不发生氧化还原反应，只发生碱性氧化物与酸的反应。锗酸的化学式用硅酸迁移即得：H4GeO4或H2GeO3。GeO24HCl=GeCl4+2H2OH4GeO4GeO22H20（或H2GeO3GeO2+H2O）GeO22H2Ge2H2O 答案：见分析4实战演练一、选择题8.将m g CaCO3与n g KHCO3分别加入100 mL 0.5 molL1的盐酸中，若反应后两种溶液的质量相等，则m与n的关系是A.m=n2.5B.m=n2.5C.m=n5D.mn2.510.把x mol CO2通入含y mol Ca(OH)2的澄清石灰水中充分反应，下列叙述中错误的是A.当xy时，生成100x g沉淀B.当xy时，生成100y g沉淀C.当yx2y时，生成100（2yx) g沉淀D.当x2y时，产生的沉淀全部溶解15.将CO2通入下列物质的溶液中不与其反应的是Na2CO3 Na2SiO3 NaAlO2 C6H5ONaCa(ClO)2 CaCl2 CaCO3A.B.和C.只有D.只有二、非选择题（共49分）18.(14分)将n mol木炭粉和1 mol FeO在反应器中混合，隔绝空气加强热。(1)可能发生的化学反应有：FeOC=FeCO2FeOC=2FeCO2FeOCO=FeCO2 (2)若n，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。(3)若n1，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。(4)若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是 。(5)若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 。19.(8分)水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。(1)上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母)：混合气( )( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )( )。(2)确认混合气体中含有H2的实验现象是 。其理由是 。20.（12分）（2002年全国高考理综试题）在25，101 kPa条件下，将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。（1）若剩余气体的体积是15 L,则原CO和H2的混合气体中，V（CO）= L，V（H2）= L。（2）若剩余气体的体积为a L,则原CO和H2的混合气体中,V(CO)V(H2)= 。（3）若剩余气体的体积为a L,则a的取值范围是 。22.(8分)C和CaCO3的混合物在空气中加强热后，CaCO3完全分解，C被完全氧化，若生成物中CO2的质量与原混合物的质量相等，求原混合物中C的质量分数。附参考答案一、1.D 2.C 3.C 4.D5.解析：4.14 g Pb为0.02 mol，而反应中增加氧的质量为：4.46 g4.14 g=0.32 g,即0.02 mol，所以Pb和O的原子个数之比为11。答案：C6.解析：看式量，要一个大于100，一个小于100即可。答案：CD7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C 13.C 14.D 15.D 16.A 17.B二、18.(1)CO2C=2CO (2)F