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教学内容:第二节硅酸盐工业简介
【基础知识精讲】
以含硅物质为主要原料,经过加热制成各种硅酸盐产品的工业。如制水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。
水泥是主要的建筑材料。因为水泥具有水硬性,所以也是水下工程的必备材料,水泥生产主要有三个阶段:①配制生料②高温煅烧得熟料③加石膏研成细末得产品。加入石膏的作用:调节水泥的硬化速度。原料主要采用石灰石和粘土。
玻璃属于玻璃态物质。不同种类的玻璃具有不同的用途。普通玻璃(如门窗玻璃)、光学玻璃(如光学仪器)、石英玻璃(如化学仪器)、钢化玻璃(如运动器材)、玻璃纤维(如太空飞行员衣服)等制造玻璃的主要原料为纯碱、石灰石和石英。
陶瓷生产的主要原料是粘土。其生产过程需要经过混合——成型——干燥——烧结——冷却等。陶瓷具有耐腐蚀、耐高温、绝缘易成型等特性。
:
水泥
玻璃
主要原料
粘土、石灰石
纯碱、石灰石、石英
生产过程及主要反应
原料生料熟料成品
复杂的物理变化和化学变化
原料按比例混合熔化成型
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
主要成分
3CaO·SiO2硅酸三钙
2CaO·SiO2硅酸二钙
3CaO·Al2O3铝酸三钙
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
特性
水硬性(不可逆过程)
没有固定的熔点和沸点,可在一定温度范围内软化
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔化炉
【重点难点解析】
改写化学式发掘解题信息
在解化学题时,涉及到有关复杂化学式的化学方程式的书写或化学计算,因忽视题目的化学式的隐含信息,导致解题时出错或无法突破解题难点而放弃作答。
涉及复杂化学式的有关题目,一般可考虑用下述解题思路:
复杂化学式组合为熟悉化学式解题答案。
例1 由实验测得,把同物质的量浓度的NaOH溶液滴入CuSO4溶液中,∶1时(残存在溶液中的Cu2+极少,可认为全部转入沉淀中),所生成的沉淀的化学式是( )
(OH)2 (OH)2·CuSO4
(OH)2·CuSO4 (OH)2·CuSO4
解析将提供的选项改写为能反映出n(OH-)∶n(Cu2+)之比的化学式。以D为例,3Cu(OH)2·CuSO4Cu4(OH)6SO4n(OH)-∶n(Cu2+)=6∶4=∶1,与题意吻合,故答案为D。
点评常规解法为:先确定Cu(OH)(SO4)x,根据化合价规则或电荷守恒确定x=,最后使离子或原子团变为最简整数比得化学式:Cu4(OH)6SO4答案D。
例2 有一种锰和氧的化合物可以称为高锰酸锰,其中锰元素呈+2、+7两种价态,则这两种化合物的化学式为______________。
解析由熟知KMnO4知高锰酸根为MnO4-,其中Mn为+7价,它与+2价Mn形成化合物Mn(MnO4)2。
点评若改写为氧化物的形式则为Mn3O8。从逆向思维考虑,若已知Mn3O8和其中锰为+2、+7价,我们也能把它改写为盐的化学式。
例3 三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为______________,它的中和胃酸(HCl)的化学方程式是:______________。
解析本题若直接写三硅酸镁与盐酸的反应,很多学生会感到无从入手或写错方程式。但若能将此硅酸盐改写成氧化物的形式,便可看出该反应可看作是判断碱性氧化物(MgO)、酸性氧化物(SiO2)能否与盐酸反应的问题。
答案 2MgO·3SiO2·nH2O;
2MgO·3SiO2·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O。
点评解题依据是:碱性氧化物与酸反应生成盐和水,酸性氧化物不与酸(盐酸)反应。
例4 将***气通入石灰乳中得到漂粉精。漂粉精的主要成分是Ca3Cl3(ClO)3(OH)2·nH2O。现测得该漂粉精的“有效***”(过量HCl和漂粉精作用生成Cl2的质量与漂粉质量之比)%,则该漂粉精的组成中n值为______________。
解析同学们熟知的漂粉精是Ca(ClO)2和CaCl2的混合物,故解题时应把不熟悉的化学式尽可能改写成熟悉的、易于辩认的化学式。
Ca3Cl3(ClO)3(OH)2·nH2OCa(OH)2·Ca(ClO)2·CaCl2·nH2O
[或2Ca(OH)2·3Ca(ClO)2·3CaCl2·2nH2O]
然后依题意写出主要与计算有关的化学方程式:
Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2