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第16课 无机非金属材料
普查与练习16 无机非金属材料
1.陶瓷、玻璃、水泥的生产原料、性能及用途
(1)(2022河北真题,3分)定窑是宋代五大名窑之一,其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是( )
A.传统陶瓷是典型的绝缘材料
B.陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C.陶瓷烧制的过程为物理变化
D.白瓷的白色是因铁含量较高
答案:A
解析:陶瓷是良好的绝缘体,传统陶瓷是典型的绝缘材料,常用于高压变压器的开关外包装和器件,故A项正确。陶瓷的主要成分为硅酸盐,而不是SiO2和MgO,故B项错误。陶瓷烧制过程中发生复杂的化学反应,有新物质生成,属于化学变化,故C项错误。由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色,故陶瓷中含铁量越多,陶瓷的颜色越深,白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含,故D项错误。
(2)(2024汇编,2分)玻璃是传统硅酸盐材料,与我们的生活密不可分。下列说法错误的是( )
A.二氧化硅可用于生产玻璃
B.汽车上使用的钢化玻璃是掺杂了特种金属的玻璃
C.工业上生产玻璃、水泥和炼铁均需要用石灰石为原料
D.传统玻璃制造业需要改进工艺,减少CO2的排放
答案:B
解析:生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂,其中石英砂的主要成分为二氧化硅,所以二氧化硅可用于生产玻璃,故A项正确,不符合题意。钢化玻璃与普通玻璃的成分相同,没有添加特种金属,故B项错误,符合题意。生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英;生产水泥的主要原理为黏土和石灰石经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加入适量石膏,并研成细粉就得到普通水泥;石灰石还是高炉炼铁的一种原料(造渣材料),涉及的反应有CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SiO2CaSiO3,CaSiO3是炉渣的主要成分,生产玻璃、水泥和炼铁都用到石灰石,故C项正确,不符合题意。传统玻璃制造中二氧化硅与碳酸钙和碳酸钠反应都生成二氧化碳,故D项正确,不符合题意。
(3)(湖北联考,3分)水泥是人类最伟大的发明之一,主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2)。将其与适量的水反应,形成相互交联的结构,反应方程式为2(3CaO·SiO2)+6H2O===3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2 ΔH<0,但是需要避免交联过程热膨胀及产生的水蒸气在建筑结构中造成空隙。我国三峡大坝的建设者在全世界首创了以冰代水的浇灌方法,有效解决了这一问题,保证了大坝建筑质量。下列说法错误的是( )
A.水泥由黏土和石灰石等研磨、煅烧制得
B.水泥生产过程中加入石膏,可以调节水泥的硬化速率
C.水的作用是提供结晶水以稳定交联结构
D.以冰代水的优点是减少了热膨胀及水蒸气的产生
答案:C
解析:水泥是以石灰石和黏土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后在水泥窑中煅烧成熟料,再将熟料加适量石膏磨细而成,故A项正确,不符合题意。石膏的主要成分为硫酸钙的水合物,水泥生产过程中加入石膏,可以调节水泥的硬化速率,故B项正确,不符合题意。依据方程式2(3CaO·SiO2)+ 6H2O===3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2可知,水的作用是与硅酸三钙反应从而形成相互交联的结构,故C项错误,符合题意。水泥和水反应为放热反应,冰代水时,冰融化时会吸收大量的热,从而降低温度,促进反应正向进行,同时减少水蒸气的产生,故D项正确,不符合题意。
2.硅酸和硅酸盐的性质与应用
(4)(浙江经典真题,2分)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确的是( )
A.可发生反应:Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O
B.具有吸水性,需要密封保存
C.能与SO2反应生成新盐
D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为SiO2
答案:D
解析:Ca3SiO5可表示为CaSiO3·2CaO,故可发生反应:Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O,故A项正确,不符合题意。CaO能与水反应,所以需要密封保存,故B项正确,不符合题意。SO2+H2OH2SO3,亚硫酸的酸性比硅酸强,故Ca3SiO5能与SO2反应生成新盐CaSO3,故C项正确,不符合题意。盐酸的酸性比硅酸强,根据强酸制取弱酸的原理,所得固体产物主要是H2SiO3,故D项错误,符合题意。
(5)(2024汇编,4分)下列有关硅酸和硅酸盐的叙述正确的是________(填序号)。
①可用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛装Na2SiO3溶液
②硅酸钠溶液浸泡过的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火
③0.1 mol·L-1盐酸溶液中,Na+、K+、SO、SiO可以大量共存(江苏经典真题)
④可用如图装置推断C、Si、Cl的非金属性强弱
⑤水玻璃是一种特殊的玻璃,泡花碱属于碱
⑥无水CoCl2呈蓝