1、含硅矿物与信息材料2023年年是新中国成立70周年,10月1日上午,在天安门广场举行了盛大的阅兵及群众游行活动,其中江西彩车引人瞩目,车体如同一个大的如意造型,且有景德镇青花吉祥纹样。歌曲青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知古瓷中所用的颜料大多为硅酸盐。“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品。问题1.人类最早使用的硅酸盐制品是什么?(素养角度科学态度与社会责任)提示:陶瓷。陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品。问题
2、2.制造水泥和玻璃的共同原料是什么?(素养角度科学态度与社会责任)提示:石灰石。纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料,而制水泥的原料是黏土和石灰石。问题3.某陶瓷的蓝紫色可由硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜的化合价为+2)显示, x等于多少?硅酸铜钡用氧化物的形式如何表示?(素养角度宏观辨识与微观探析)提示:x为6,硅酸铜钡用氧化物的形式表示为BaOCuO2SiO2。 根据元素化合价代数和为0可得x等于6;氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水,不同氧化物间以“”隔开,故为BaOCuO2SiO2。问题4.“雨过天晴云破处,这般颜色做将来。” 这是对我国五大窑之首的汝窑的描述,诗
3、中所描述的青花瓷的青色来自氧化铁的颜色吗?为什么?(素养角度科学态度与社会责任)提示:不是。因为氧化铁的颜色是红色的,而诗中所描述的颜色是青色的。1.(2023年厦门模拟)龚轼在陶歌中用“白釉青花一火成,花从釉里透分明”描述青花瓷之美。下列说法错误的是()A.高岭土(主要成分为Al2O32SiO22H2O)属于硅酸盐材料B.青花瓷的“青色”是因为含氧化铜C.600 时,瓷坯中的有机物可被氧化为CO2D.1 100 时,瓷坯中的FeO与SiO2反应可生成玻璃状物质【解析】选B。制造瓷器的主要原料高岭土,遵循原子守恒,高岭土改写成硅酸盐形式,为Al2Si2O5(OH)4,属于硅酸盐材料,故A正确;
4、青花中的青色是以氧化钴为着色剂,加入铬、锰、铜等元素调配而成的,故B错误;碳在600 时被氧化成二氧化碳,所以瓷坯中的有机物在此温度下可被氧化为CO2,故C正确;氧化亚铁属于碱性氧化物,二氧化硅属于酸性氧化物,在1 100 时,瓷坯中的FeO与SiO2反应,生成玻璃状物质,故D正确。2.(2023年郑州模拟)金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料,合成方法是将陶瓷(主要成分为Al2O3、ZrO2等耐高温材料)和黏结金属(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属)研磨混匀成型后,高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中,据此判断合成工艺必须()A.在氧气气氛中合成B.在HCl气氛中合成C.在
5、氮气气氛中合成D.在空气气氛中合成【解析】选C。Cr、Ti可以与空气、氧气以及酸等发生化学反应,所以该工艺不能在氧气、空气以及HCl气氛中合成。3.(2023年长沙模拟)石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火、耐酸碱腐蚀,而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒,能使人患肺癌。(1)有一种石棉矿叫青石棉,其化学式为Na2Fe5Si8H2O24,写成氧化物形式的化学式为_。 (2)三硅酸镁是一种胃病患者常用的药剂,三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学方程式为_。 (3)生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox,x是_,以氧化物形式表示为_。【解析】(1)改写时按“活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水”的排列顺序书写,变价元素按“先低价后高价”的规律书写。(2)先将盐改写成氧化物形式为2MgO3SiO2nH2O,中和胃酸实质是MgO中和盐酸。反应的化学方程式为Mg2Si3O8nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O。(3)先将盐改写成氧化物形式,根据氧化物形式中氧原子个数确定x。答案:(1)Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O(2)Mg2Si3O8nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O(3)8K2OAl2O36SiO2- 3 -
