5.3无机非金属材料 同步练习（含解析）

5.3 无机非金属材料
一、单选题
1．实验室熔融烧碱时，可以选用的坩埚是
A．玻璃坩埚 B．石英坩埚 C．陶瓷坩埚 D．铁坩埚
2．太阳能电池常用的主要材料是
A．高纯硅 B．活性炭 C．铁合金 D．金属钠
3．化学与生产、生活息息相关。下列有关说法不正确的是
A．小苏打可用于治疗胃酸过多
B．还原铁粉可用作食品袋内的抗氧化剂
C．用乙醚从青蒿中提取青蒿素的过程中包含萃取操作
D．墨子号量子卫星使用的太阳能电池，其主要成分为二氧化硅
4．实验室下列物质的保存方法中，不正确的是
A．铝片放在不密封的容器里
B．金属钠保存在石蜡油或煤油中
C．氢氧化钠溶液盛装在用玻璃塞的试剂瓶中
D．浓硝酸用带玻璃塞的棕色细口瓶保存在阴暗处
5．化学与生产、生活密切相关。下列与化学相关的说法合理的是
A．分子筛、青花瓷、黏土、玛瑙、硅石的主要成分都是硅酸盐
B．碳氢化合物与氮氧化物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，称为光化学烟雾
C．硅酸钠俗称水玻璃，可用作木材防火剂
D．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮料中
6．化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是
A．利用石英材料可制成光导纤维 B．具有漂白性，可广泛用于食品的增白
C．使用无磷洗涤剂可减少“水华”的发生 D．催化净化汽车尾气可降低污染
7．下列说法正确的是
A．用分液的方法可以分离汽油和水 B．酒精灯加热试管时须垫石棉网
C．NH3能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 D．盛放NaOH溶液的广口瓶，可用玻璃塞
8．下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是
A．硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．高纯度的硅单质广泛用于制造光导纤维
C．普通玻璃、塑料、水泥等均属于硅酸盐材料
D．SiO2是水晶、玛瑙的主要成分，也是制造光导纤维的原料
9．下列说法正确的是
A．铝箔在空气中受热熔化，并不滴落，说明铝与氧气没有发生化学反应
B．硅在电子工业中是最重要的半导体材料，广泛用于制作光导纤维
C．二氧化硫是一种有毒气体，所以不能用于杀菌消毒
D．氨很容易液化，液氨气化吸收大量的热，所以液氨常用作制冷剂
10．解释下列事实的化学方程式或离子方程式正确的是
A．用石英和焦炭制取粗硅：SiO2+CSi+CO2
B．氢氟酸雕刻玻璃发生的离子反应：4H++4F-+SiO2=SiF4↑+2H2O
C．将氧化铁溶于氢碘酸的离子反应：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
D．单质铝溶于烧碱溶液中：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
二、多选题
11．传统硅酸盐陶瓷具有的特点是（ ）
A．可导电 B．易降解 C．抗氧化 D．耐高温
12．下列关于硅、硫及其化合物的说法错误的是
A．硫在足量空气中燃烧生成大量SO3
B．常温下可以用铁制容器盛装浓硫酸，原因是浓硫酸与铁不反应
C．硫酸可用于化肥、医药、农药的生产以及金属矿石的处理
D．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得粗硅
13．下列有关物质用途的说法中，正确的是
A．Cl2用于制作漂白剂 B．铝合金用于制作门窗
C．水玻璃用作食品防腐剂 D．SiO2用于制作光导纤维
14．由粗SiO2制备纯SiO2的流程如图所示，下列说法不正确的是
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ的反应是
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸不可用CO2替代
D．若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在蒸发皿中进行
三、填空题
15．非金属及化合物是中学常见的重要物质。请根据题意，完成下列问题：
（1）下列哪种气体是酸雨的主要成分____________；
A．Cl2B．CO2C．SO2
（2）下列气体通入无色的稀酚酞溶液中，溶液变红色的是__________；
A．NH3B．NO2C．SO2
（3）下列物质，是制造光导纤维的材料__________。
A．Si B．SiO2C．Na2SiO3
16．(1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
①水泥是最常用的建筑材料，它属于________(填字母)。
a. 金属材料　　　　b. 无机非金属材料　　　　c. 有机高分子材料
②下列硅酸盐产品的生产原料中不需要石灰石的是________(填字母)。
a. 陶瓷 b. 水泥 c. 玻璃
③高岭土是烧制瓷器的重要原料，其组成可以表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x，y的数值分别是________(填字母)。
a. 5、4 b. 6、3 c. 7、2
④下列物品的构成材料中主要是合成高分子材料的是________(填字母)。
a. 宣纸 b. 羊毛衫 c. 保鲜膜
⑤橡胶是制造轮胎的主要原料，天然橡胶是________结构(填“线型”或“体型”)，需经过硫化处理改变其结构，增强其机械强度。
（2）某品牌果冻标签如图所示。回答下列问题：
①食品添加剂中，属于无机盐的是______（填化学式）。
②属于着色剂的是诱惑红和______；属于防腐剂的是______。
③配料表中白砂糖的成分是蔗糖，请写出蔗糖在人体内水解的化学方程式______。
（3）化学与科学技术、生产生活及环境保护等密切相关。
①2016年12月我省启动了保卫碧水蓝天的“263”行动，减少煤炭消费总量，减少雾霾天气的发生。形成硫酸型酸雨的主要气体是______；严格整治畜禽养殖场污染，主要是为减少______和P等元素及化学需氧量对水体的污染。
②目前正在推广用尿素水解液来消除柴油汽车尾气中的氮氧化物。写出尿素水解液中的NH3与NO在催化剂作用下，反应生成无污染物质的化学方程式____________________________________________________。
③阿司匹林作为一种药物，主要具有______作用；Mg2Si3O8·nH2O（三硅酸镁）具有治疗胃酸过多的作用，写出其与胃酸反应生成SiO2 ·H2O等物质的化学方程式___________________________________________。
17．填空。
(1)在实验室盛放碱溶液时，试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的原因是SiO2是酸性氧化物，能与强碱溶液反应，SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(2)生产磨砂玻璃时可以用氢氟酸溶蚀玻璃，是因为氢氟酸溶液可与SiO2反应，其化学方程式为：___________。
(3)有同学由此得出来SiO2是两性氧化物，你认为这个观点对吗___________，说明原因：___________？
18．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为__________________。
（2）粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4
（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为_______________。
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是______。装置C中的烧瓶需要水浴加热，其目的是_________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是____________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是____________，装置D中发生反应的化学方程式为______________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是___________。
a.碘水 b．氯水 c．Mg（OH）2 固体 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
四、计算题
19．已知普通玻璃的成分为Na2O∶13%，CaO∶11.7%，SiO2∶75.3%。某玻璃厂现有石灰石500 t，纯碱2 400 t。计算上述原料能生产普通玻璃_________吨？
20．在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，其中由粗硅制纯硅的常用方法为：Si（粗）+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si（纯）+4HCl。
若在25℃、101kPa条件下反应生成HCl气体49L，(注：25℃、101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L mol-1)则：
（1）反应生成HCl气体的质量为__，转移电子的总数为___。
（2）反应生成的HCl气体溶于127mL水中，得到密度为1.20g mL-1的盐酸，此盐酸的物质的量浓度为___。
（3）“从沙滩到用户”涉及多个反应，其中制取粗硅的反应方程式为___。纯净的石英与烧碱反应可以制得水玻璃，反应的离子方程式为__。
（4）普通玻璃若以氧化物形式表示其组成为(质量分数)：Na2O13%，CaO11.7%，SiO275.3%。现以石灰石、纯碱和石英为原料生产这种玻璃10t，石灰石的利用率为80%，纯碱和石英的利用率为95%，至少需要上述原料的质量是___t。(保留两位小数)
五、工业流程题
21．碳酸铝铵热解法是近几年发展起来的液相制备氧化铝超细粉末的新方法。由铝土矿(含Al2O3，Fe2O3及SiO2)制备超细氧化铝粉末的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)焙烧过程中，铝、铁的氧化物分别转化为NH4A1(SO4)2和NH4Fe(SO4)2。写出A12O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式：_______。
(2)滤渣1的主要成分是_______，滤渣2的主要成分是_______。
(3)过滤3得到的固体为NH4A1(OH)2CO3，写出烧结的化学方程式：_______。
(4)本流程两次用到试剂X，则试剂X为：_______。
(5)本工艺的难点在于第一步焙烧环节，选取合适的条件提高铁和铝的提取率。科研人员把(NH4)2SO4和铝土矿按特定比例混合，做以下研究：
①图1显示，最佳焙烧温度为：_______℃，图2是在此温度下进一步研究，则最佳恒温时间为_______min。
②请分析图1中，焙烧温度超过450℃，提取率迅速下降的可能原因是_______。
(6)该流程中可以循环利用的物质有_______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】玻璃、石英、陶瓷都含有二氧化硅，烧碱为氢氧化钠，能够与玻璃、陶瓷中的二氧化硅反应，熔融烧碱不能选用玻璃坩埚，不能选用石英坩埚，不能选用陶瓷坩埚，可以用铁坩埚。
故选：D。
2．A
【详解】A．硅位于金属和非金属分界线处，其单质属于半导体材料，常用于制作太阳能电池、硅芯片等，A正确；
B．活性炭具有吸附性，能作吸附剂，B错误；
C．铁合金常用于建筑等行业，C错误；
D．钠最外层只有一个电子，在反应中极易失电子作还原剂，能作核反应堆的导热剂，D错误；
故选A。
3．D
【详解】A. 生活中常用小苏打、氢氧化铝来治疗胃酸过多，A项正确；
B. 铁可以被空气氧化，做还原剂，即抗氧化剂，B项正确；
C. 乙醚不溶于水，易溶解有机物，可以从青蒿中提取青蒿素，C项正确；
D. 太阳能电池，其主要成分为硅，D项错误；
答案选D。
4．C
【详解】A．铝能够与氧气形成一层保护膜，阻止了铝的氧化，可以金属铝不需要密封保存，A不合题意；
B．钠需要隔绝空气密封保存，钠的密度大于煤油和石蜡，可以不存在煤油或者石蜡中，B不合题意；
C．氢氧化钠能够与二氧化硅反应生成硅酸钠，硅酸钠能够将玻璃瓶与玻璃塞粘在一起，所以氢氧化钠溶液不能使用玻璃塞，应该使用橡胶塞，C符合题意；
D．浓硝酸不稳定，见光容易分解，需要保存在棕色试剂瓶中，浓硝酸具有强氧化性，不能使用橡胶塞，应该使用玻璃塞，D不合题意；
故答案为：C。
5．B
【详解】A.玛瑙、硅石的主要成分为二氧化硅，A错误；
B.光化学烟雾是由于碳氢化合物与氮氧化物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，B正确；
C.硅酸钠的水溶液称为水玻璃，C错误；
D.二氧化硫可用于食品添加剂，食品中添加适量二氧化硫可起到漂白、防腐和抗氧化作用，如葡萄酒中添加适量二氧化硫，D错误；
答案选B。
6．B
【详解】A．石英和光导纤维的主要成分均为二氧化硅，可利用石英材料可制成光导纤维，选项A正确；
B．SO2的漂白原理是SO2与有色物质简单结合，生成不稳定的物质，具有漂白性但不能用于食品，选项B不正确；
C．水华是废水中含有较多的磷、氮造成，选项C正确；
D．汽车废气中含有氮的氧化物，使用催化净化汽车尾气，可以减少氮的氧化物的排放，减少污染，选项D正确；
答案选B。
7．A
【详解】A．汽油和水彼此不溶，可用分液的方法进行分离，故A正确；
B．试管可用酒精灯直接加热，无须垫石棉网，故B错误；
C．NH3的水溶液显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故C错误；
D．玻璃中含有的SiO2能和NaOH溶液反应，则盛放NaOH溶液的广口瓶，不可用玻璃塞，只能用橡皮塞，故D错误；
答案为A。
8．D
【详解】A．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是一种粘合剂，会将磨口玻璃塞黏在瓶口，因此应保存在橡胶塞的试剂瓶中，A错误；
B．高纯度的二氧化硅广泛用于制造光导纤维，B错误；
C．普通玻璃、陶瓷、水泥等均属于硅酸盐材料，塑料属于高分子化合物，C错误；
D．SiO2是水晶、玛瑙的主要成分，也是制造光导纤维的原料，D正确。
因此，本题选D。
9．D
【详解】A中说明错，因为生成的氧化铝熔点高，就像一根线把铝拉着；光导纤维的主要成分是二氧化硅，B错；二氧化硫可以抑制霉菌和细菌的滋生，可以消毒。C错；答案选D。
10．D
【详解】A．工业生产中焦炭为足量的炭变为CO，方程式为，A项错误；
B．HF为弱酸不拆开，方程式为4HF+SiO2 =SiF4↑ +H2O，B项错误；
C．HI为还原性强酸，I-与Fe3+发生氧化还原反应方程式为Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2 +H2O，C项错误；
D．Al为两性金属既能与酸反应也能与强碱进行反应，反应方程式为2Al+ 2NaOH+6H2O= 2Na[Al(OH)4]+3H2↑，D项正确；
答案选D。
11．CD
【详解】陶瓷的主要成分为硅酸盐，陶瓷的主要特性有：抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等特点，陶瓷不导电，是电的绝缘体，故答案为：CD。
12．AB
【详解】A．S燃烧只能生成二氧化硫，得不到SO3，故A错误；
B．常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象，发生了氧化还原反应，生成的致密氧化膜阻止了反应的进一步进行，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸，故B错误；
C．硫酸有强酸性，能与许多物质反应，并且浓硫酸可作催化剂，所以硫酸是重要的化工原料，可用于化肥、医药、农药的生产以及金属矿石的处理等，故C正确；
D．二氧化硅和与碳在高温下发生置换反应，生成一氧化碳和粗硅，SiO2+2C2CO↑+Si，故D正确；
故选AB。
13．ABD
【分析】A. Cl2具有强的氧化性，可与水、碱等反应；
B.铝合金具有硬度大、质量轻的特点；
C.水玻璃具有粘性、不能燃烧等性质，不具有防腐作用；
D. SiO2能够使光线进行全反射的性质。
【详解】A.Cl2具有强的氧化性，可以与Ca(OH)2反应产生CaCl2、Ca(ClO)2，Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分，因此Cl2能够用于制作漂白剂，A正确；
B.铝合金具有比成分金属硬度大、质量轻的特点，因此其合金用于制作门窗，B正确；
C.水玻璃是硅酸钠的水溶液，具有粘性，不能燃烧等性质，可以作矿物胶，作建筑业的粘合剂，但不具有防腐作用，因此不能用作食品防腐剂，C错误；
D. SiO2能够使光线进行全反射的性质，因此可用于制作光导纤维，D正确；
故合理选项是ABD。
【点睛】本题考查物质的应用的知识。物质的成分、结构决定物质的用途，掌握物质的成分及作用是本题解答的关键。
14．CD
【分析】二氧化硅与氢氧化钠反应生成具有粘性的硅酸钠溶液，硅酸钠溶液加入稀硫酸反应生成硅酸沉淀和硫酸钠，硅酸灼烧生成二氧化硅，据此分析解答。
【详解】A．SiO2与NaOH溶液反应生成具有Na2SiO3，则X是Na2SiO3，该物质具有粘性，不能燃烧，也不支持燃烧，因此X可用作木材防火剂，A正确；
B．由于酸性：H2SO4＞H2SiO3，所以Na2SiO3与稀硫酸会发生复分解反应，反应产生H2SiO3沉淀，B正确；
C．由于酸性：H2CO3＞H2SiO3，所以步骤Ⅱ中的稀硫酸也可用CO2替代，C错误；
D．步骤Ⅲ为灼烧固体，应该使用坩埚，而不能在蒸发皿中进行，D错误；
故合理选项是CD。
15． C A B
【详解】（1）正常雨水因溶有二氧化碳pH约为5.6，酸雨是指溶液pH小于5.6的雨水， SO2和水反应生成H2SO3，SO2是引起酸雨的主要气体，故选C；
（2）A．NH3溶于水生成氨水，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红，故选A；
B．NO2溶于水生成硝酸和NO，硝酸呈酸性，不能使酚酞溶液变红，故不选B；
C．SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸呈酸性，不能使酚酞溶液变红，故不选C；
（3）制造光导纤维的材料是一种纯度很高的SiO2，故选B。
16． b a a c 线型 KCl 柠檬黄 山梨酸钾 C12H22O11（蔗糖） +H2OC6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖） SO2 N（氮） 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O 解热镇痛 Mg2Si3O8 nH2O+4HCl = 2MgCl2 +3SiO2 H2O + (n－1)H2O
【详解】（1）①水泥是最常用的建筑材料，它属于硅酸盐产品，是无机非金属材料，故选b；
②a．生产陶瓷是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、焙烧等工艺流程制成，无需使用石灰石，故a选；
b．制造普通水泥的主要原料是粘土、石灰石，需要使用石灰石，故b不选；
c．工业生产玻璃的原料是：石灰石、纯碱和石英，需要使用石灰石，故c不选；
故答案为a；
③a.铝、硅、氧、氢氧根分别显+3价、+4价、-2价、-1价，依据化合物中各元素的化合价代数和为0，则有（+3）×2+（+4）×2+（-2）×x+（-1）×y=0，即2x+y=14，a．x、y为5、4，2x+y=14，符合题意，故a正确；
b．x、y为6、3，2x+y=15，不符合题意，故b错误；
c．x、y为7、2，2x+y=16，不符合题意，故c错误；
故答案为a；
④a．宣纸是纤维素为天然高分子材料，故a错误；
b．羊毛是天然物质，故b错误；
c．保鲜膜是合成高分子材料，故c正确；
故答案为c；
⑤天然橡胶的成分是聚异戊二烯，天然橡胶是线性结构；
（2）①无机盐是无机酸根离子与金属离子形成的化合物，所以属于无机盐的是KCl；
②属于着色剂的是诱惑红和柠檬黄；能抑制细菌滋生的物质属于防腐剂，则属于防腐剂的是山梨酸钾；
③蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，则蔗糖在人体内水解的化学方程式为C12H22O11（蔗糖） +H2OC6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）；
（3）①二氧化硫是形成硫酸型酸雨的主要气体；严格整治畜禽养殖场污染，主要是为减少氮元素与磷元素及化学需氧量对水体的污染；
故填：SO2；N（氮）；
②在催化剂存在的条件下，氨气与NO反应生成无毒的N2和H2O，反应的化学方程式为：6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O；
③阿司匹林作为一种药物，主要具有解热镇痛作用；Mg2Si3O8 nH2O（三硅酸镁）具有治疗胃酸过多的作用，其与胃酸反应生成SiO2 H2O、氯化镁和水，反应的化学方程式为Mg2Si3O8 nH2O+4HCl = 2MgCl2 +3SiO2 H2O + (n－1)H2O。
【点睛】本题考查无机非金属材料、硅酸盐书写为氧化物的方法、高分子化合物的性质以及生产玻璃、水泥、陶瓷的原理，明确线型结构、体型结构性质、生产玻璃的主要原料以及发生的化学反应是解题的关键，题目难度不大。
17．(1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
(2)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(3) 不对 SiO2只与氢氟酸反应，不与其他的酸(如盐酸、硝酸等)反应
【解析】略
18． SiO2+2CSi+2CO↑ 蒸馏 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl 气化 有固体物质生成 在高温下，普通玻璃会软化 SiHCl3+H2Si+3HCl 排尽装置中的空气 bd
【分析】(3)中稀硫酸与Zn粒反应生成氢气，氢气与SiHCl3反应生成硅单质以及氯化氢气体。
【详解】（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；
（2）可以利用沸点的不同提纯SiHCl3，操作为蒸馏；
（3）①装置B中的试剂是浓硫酸，装置C需水浴加热，目的是使SiHCl3气化；
②SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，装置D不能采用普通玻璃管，温度太高，普通玻璃管易熔化，装置D中发生反应的化学方程式为：SiHCl3+H2Si+3HCl；现象为有固体物质生成；
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气；
④铁和稀盐酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，答案选bd。
19．2 393.16 t
【详解】普通玻璃中n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)＝∶∶≈1∶1∶6，
因为Na2O～Na2CO3，CaO～CaCO3，
所以三种原料的物质的量之比为Na2CO3∶CaCO3∶SiO2＝1∶1∶6。
题中所给原料的物质的量之比为∶≈5∶22.6 ＝ 1∶4.52，显然Na2CO3有剩余。
设500吨石灰石折合氧化钙xt
56:x＝100∶500，解得x＝280 t，280 t÷11.7%≈2 393.16 t。故答案为：2393.16 t。
20． 73g 4NA 12mol·L-1 SiO2+2CSi(粗)+2CO↑ SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 12.88
【详解】(1)n= =2mol，m=n×M=2mol×36.5g·mol－1=73g；
根据方程式：
可知，反应生成2mol氯化氢消耗1mol氯气和1mol氢气，共转移电子的物质的量为：1mol×2+1mol×2=4mol，故转移电子个数为4NA；
故答案为：73g；4NA；
(2)V= = mL=×10-3L，C= = =12mol·L－1；故答案为：12mol·L－1；
(3)焦炭与SiO2反应生成Si与CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑；二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O，离子方程式为：2OH－+SiO2═SiO32－+H2O；
故答案为：SiO2+2CSi+2CO↑；2OH－+SiO2═SiO32－+H2O；
(4)每天10t，其中含有Na2O质量10t×13%=1.3t，CaO质量10t×11.7%=1.17t，SiO2质量10t×75.3%=7.53t，而Na2O都是从Na2CO3中来，CaO都是从CaCO3中来，SiO2都是从石英中来，根据质量守恒可知设需要石灰石CaCO3质量x，纯碱Na2CO3质量y，石英SiO2质量z，则 80%x×=1.17t，即 80%x× =1.17t，解得x≈2.61，95%y× =1.3t，即95%y×=1.3t，解得y≈2.34t，95%z=7.53t，解得z≈7.93t，∴共需原料：2.61t+2.34t+7.93t=12.88t；
故答案为：12.88。
【点睛】本题考查了关于物质的量与化学方程式的计算，难点(4)计算时要考虑原料利用率：根据CaCO3-CaO，Na2CO3-Na2O，计算即可，注意：原料要乘以利用率。
21．(1)Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+6NH3↑+3H2O
(2) SiO2 Fe(OH)3
(3)2NH4Al(OH)2CO3Al2O3+2NH3↑+2CO2↑+3H2O
(4)氨水
(5) 250 50 温度超过450℃时，硫酸铵分解，Al2O3、Fe2O3未能完全反应生成可溶于水的铵盐
(6)硫酸铵、氨水
【分析】本题是工艺流程问题，利用原料铝土矿制备超细氧化铝，第一步在硫酸铵的存在的时候焙烧，使铝土矿中的氧化铝和氧化铁生成易溶于水的物质，其中的二氧化硅不溶于水，故滤渣1为二氧化硅；之后通过调整pH除去杂质铁元素，再加入碳酸铵形成沉淀，最后通过烧结得到产品，以此解题。
(1)
根据图示可知A12O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为：Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+6NH3↑+3H2O；
(2)
铝土矿焙烧后生成NH4A1(SO4)2和NH4Fe(SO4)2，这两种物质都易溶于水，其中二氧化硅不参加反应，故滤渣1的成分是SiO2；加入试剂X调pH除去铁离子，形成氢氧化铁沉淀，故滤渣2是Fe(OH)3；
(3)
通过图示可知烧结后生成氧化铝，再结合元素守恒，可知烧结的化学方程式为：2NH4Al(OH)2CO3Al2O3+2NH3↑+2CO2↑+3H2O；
(4)
试剂X应该是可以调pH，但是不能引入杂质，故试剂X是氨水；
(5)
①选择温度时应该选择可以提高铁和铝的提取率的温度，由图1可知，该温度为：250℃；由图2可知则最佳恒温时间为50min；
②焙烧过程中使用了(NH4)2SO4，且(NH4)2SO4不稳定，受热容易分解，故答案为：温度超过450℃时，硫酸铵分解，Al2O3、Fe2O3未能完全反应生成可溶于水的铵盐；
(6)
由工艺流程图可知在焙烧过程中使用了硫酸铵，经过过滤3后得到的滤液中含有硫酸铵，烧结时的尾气2中含有氨气，故可以循环利用的物质有硫酸铵、氨水。
答案第1页，共2页
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