Giải Hóa 11 - Bài 16: Công nghệ silicat
BÀI 16. CÔNG NGHIỆP SILICAT A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ §1. THỦY TINH Thành phần hóa học và tính chát của thủy tinh Thủy tinh loại thông thường được dùng cửa kính, chai, lọ,... là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và silic đioxit. Thành phần hóa học gần đúng của thủy tinh loại này thường được viết dưới dạng các oxit: Na2O.CaO.6SiO2. Thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Thủy tinh loại thông thường được sản xuất bằng cách nấu chảy một hỗn hợp gồm cát trắng, đá vôi và sôđa ở 1400°C. Na2CO3 + SiO2 -4 Na2SiO3 + CO2T CaCO3 + SiO2 > CaSiO3 + CO2T Một số loại thủy tinh Khi nâu thủy tinh, nếu thay sôđa bằng K2CO3 thì thu được thủy tinh kali, có nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Thủy tinh chứa nhiều oxit chì dễ nóng chảy và trong suốt, được dùng đồ pha lê. Thủy tinh thạch anh được sản xuất bằng cách nấu chảy silic đioxit tinh khiết. Thủy tinh màu được sản xuất bằng cách cho các oxit vào trong quá trình nấu như: Cr2O3 (màu lục); CoO (xanh nước biển). §2. ĐỒ GỐM Gạch ngói Phối liệu đế’ sản xuất chúng gồm đất sét và cát, nhào với nước thành khối deo, sau đó tạo hình, sấy khô và nung ở 900 - 1000°C. Sành, sứ Sành Đất sét sau khi nung khoảng 1200 - 1300°C thì biến thành sành. Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu xám hoặc nâu. Sứ: là vật liệu cứng, có màu trắng, gõ kêu. Phối liêu để sản xuất sứ gồm cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại. Đồ sứ được nung 2 lần: lần đầu ở 1000°C, sau đó tráng men và trang trí, rồi nung lần thứ hai ở nhiệt độ cao hơn, khoảng 1400 - 1450°C. §3. XI MĂNG Thành phần hóa học Xi măng thuộc loại vật liệu kết dính, được dùng trong xây dựng. Đó là chất bột mịn, màu lục xám, thành phần chính gồm các canxi silicat 3CaO.SiO2 ; 2CaO.SiO2 và canxi aluminat 3CaO.Al2O3. Phương pháp sản xuất Xi măng được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 và một ít quặng sắt, rồi nung hỗn hợp trong lò quay hoặc lò đứng ở 1400 - 1600°C. Sau khi nung, thu được một hỗn hợp rắn màu xám gọi là clanhke. Nghiền clanhke này với thạch cao (khoang 5%) và một sô' chất phụ gia khác thành bột mịn, sẽ được xi măng. Quá trình đông cứng của xi măng Quá trình đông cứng của xi mãng chũ yếu là sự kết hợp các hợp chất có trong xi măng với nước, tạo nên những tinh thế hiđrat đan xen vào nhau thành khôi cứng và bền. Các phản ứng: 3CaO.SiO2 + 5H2O > Ca2SiO4.4H2O + Ca(OH)2 2CaO.SiO2 + 4H2O > Ca2SiO4.4H2O 3CaO.Al2O3 + 6H2O > Ca3(A103)2.6H20. B. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA TRANG 83 Câu 1. Do thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy xác định nên khi đun nóng thủy tinh mềm dần rồi mới chảy nên có thể tạo ra những vật có hình dạng khác nhau. Câu 2. Khi dùng HF đế’ khắc chữ lên thủy tinh thì có phản ứng: Na2SiO3 + 2HF > 2NaF + H2SiO3ị CaSiO3 + 2HF > CaF2 + H2SiO3ị SiO2 + 4HF SiF4T + 2H2O H2SìO3 + 4HF > S1F4T + 3H2O Nên có thế dùng axit HF để khắc chữ, khắc hình lên thúy tinh. Câu 3, Chọn B. Gọi công thức tổng quát của thủy tinh đó là: xNa2O. yCaO. zSỈO2 Ta có khôi lượng của các oxit tỉ lệ với thành phần phần trăm. => X : y : z = II : m = 0,21 : 0,21 : 1,26 =1:1:6. Câu 4. Gọi X, y là số mol tương ứng của CaO và SiO2 +) Với hợp chất có: CaO 73,7% và SiO2 26,3%, ta có: Lập tỉ lệ: X : y = = 1,32 : 0,44 = 3:1 56 60 => Cứ 3 mol CaO kết hợp với 1 SiO2 +) Với hợp chất có: CaO 65,1% và SiO2 34,9%, ta có: Lập tỉ lệ: X : y = = 1,163 : 0,582 = 2:1 56 60 => Cứ 2 mol CaO kết hợp với 1 mol SiO2.