第二节 硅酸盐工业简介

典型例题

　　例1  氮化硅 是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性。其超强的拉弯强度达到 ，而且在1200℃高温下也不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节约燃料30％左右，热功转换效率提高到40％～50％。

　　粉末状的 可以由 的蒸气和氨气的混合物反应制取。粉末状的 在空气和水中都不稳定，但若将粉末状的 和适量的 在230×1.01×10⁵Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且空气和水中都十分稳定的高温结构材料。

　　（1）写出由 和NH₃反应制备的化学方程式：

　　____________________________。

　　（2）分别写出 与 反应的化学方程式：

　　___________________________。

　　（3）试思考说明为什么结构紧密的 不再受 反应的化学方程式：

　　__________________________。

　　解析：

　　（1）

　　（2）

　　（3）固体表面与空气中的氧气反应，生成稳定的二氧化硅，从而形成了二氧化硅的保护层，防止内部的 继续与空气和水接触而被侵蚀。

　　例2 有三种透明，不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸，将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点。

　　（1）A为___________，有关反应的化学方程式________________________；

　　（2）B为___________，有关反应的化学方程式________________________；

　　（3）C为___________，有关反应的化学方程式________________________。

　　选题目的：本题的要点是在玻璃的推断，因为玻璃在推断中出现是很少的，这里是从制取原料和性质特点进行分析，制取玻璃的原料为碳酸钠，碳酸钙和二氧化硅。普通玻璃的组成为 ，用氧化物形式表示为 。玻璃不属于晶体，在加热时可熔化，熔点较低，但无固定的熔点。

　　解析：解答本题应从A的燃烧产物入手，该气体的相对分子质量为：M＝32×1.375＝44。该气体无色而且能使澄清的石灰水变浑浊，可以确定该气体为二氧化碳，因为A为透明不溶于水，坚硬的固体，由此推断A为金刚石。

　　B同样为透明。不溶于水的坚硬固体，但可溶于热的苛性钠溶液，所得溶液中加入过量酸时可析出白色固体，最终得到一种比碳酸还弱的酸，B固体为石英。

　　C物质由石灰石、纯碱和B物质（石英）混合加热反应而制得，在高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的性质特点，故C为玻璃。

　　答案：A为金刚石： ；

　　　　　B为石英： ；

　　　　　　　　　　 ；

　　　　　　　　　　 ；

　　　　　C为普通玻璃：

　　例3 具有生物功能，能和生物物质如血液、肌肉、骨骼相容的陶瓷材料，具有无毒、强度高、不溶于水等特点，可用于制造人工骨、人工牙齿、人工关节等，如磷酸钙系陶瓷。

　　例：人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质的结构，人造骨可以依靠从人体体液补充某些离子形成新骨，可在骨骼接合界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合。人造骨植入人体内需要人体中的（         ）离子形成新骨。

　　A.           B.          C.             D.

　　解析：由生物知识可知人骨中主要元素为磷、钙，且以磷酸钙形式存在，因此人造骨需要吸收人体中的磷酸根离子及钙离子，故选A和D。

　　答案：A、D