Question

4．材料是人类社会发展的物质基础，材料科学的发展离不开化学．
①黏土是陶瓷的生产原料，其中江苏宜兴的高岭土是含有杂质较少的高品质黏土，其主要组成可表示为Al₂Si₂O_x（OH）₄，则x=5．
②2016年奥运会在巴西举行，场馆的建设需大量的建筑材料．其中生产水泥、玻璃共同的原料是碳酸钙（填名称），场馆内的座椅通常用高密度聚乙烯（HDPE）为原料制得，聚乙烯属于热塑性塑料（填“热固性”或“热塑性”）．
③沪通铁路建设正在积极推进，其中如何防止铁轨的腐蚀是工程技术人员攻克的难题之一．铁在发生电化学腐蚀时的负极反应方程式为Fe-2e^-=Fe²⁺．
④工业上常用SiCl₄与O₂在高温条件下通过置换反应制得SiO₂，并于2000℃下拉成光纤细丝．该反应的化学方程式为SiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiO₂+2Cl₂．

Answer 1

分析 ①依据化合物中各种元素化合价代数和为0计算解答；
②水泥的原料是粘土和石灰石，玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，所以原料中均有石灰石即碳酸钙，据此分析解答；聚乙烯为线型结构；
③在电化学腐蚀中，负极是金属发生失电子的氧化反应；
④SiCl₄与O₂在高温条件下通过置换反应制得SiO₂，根据置换反应的概念来分析反应产物．

解答 解：①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）×4=0，即x=5，
故答案为：5；
②生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，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．所以在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是石灰石即碳酸钙；聚乙烯为线型结构，故为热塑性塑料，
故答案为：碳酸钙；热塑性；
③金属的电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，以吸氧腐蚀更为普遍，在两种电化学腐蚀中，负极都是金属铁发生失电子的氧化反应，即Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
④SiCl₄与O₂在高温条件下通过置换反应制得SiO₂，由于置换反应的概念是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，故SiCl₄与O₂在高温条件下除了生成SiO₂还生成氯气，故化学方程式为：SiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiO₂+2Cl₂，故答案为：SiCl₄+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiO₂+2Cl₂．

点评 本题考查了硅酸盐工业的原料、化学方程式的书写和电化学腐蚀，应注意的是无论是钢铁的吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，负极都是金属铁发生失电子的氧化反应．