Вправа 1 Назвіть матеріали, які виробляє силікатна промисловість. Цемент, бетон, цегла, скло й кераміка
Вправа 2 Охарактеризуйте силікатні матеріали:
а) скло;
Є різні види скла. Звичайне (віконне) скло отримують спіканням вапняка і кальцинованої соди з кварцовим піском, унаслідок чого утворюється прозорий сплав складу Na2O•CaO•6SiO2. Заміною натрій карбонату на калій карбонат добувають тугоплавке скло складу К2O•CaO•6SiO2. Додаванням до розплавленого скла різних оксидів одержують кольорові стекла: зеленого кольору склу надає додавання Сr2O3, синього — CoO, синьо-зеленого — CuO, фіолетового - MnO. З калій карбонату, піску та оксиду PbO одержують кришталь (скло, що має високий коефіцієнт заломлення світла). Емаль — це матеріал, виготовлений із звичайної скломаси шляхом додавання до неї оксиду SnO2
б) цемент;
Виробляють з глини та вапняку, які мають великий вміст силіцій (ІV) оксиду. Під час нагрівання суміші відбувається зневоднення каолініту Al2O3•2SiO2•2H2O, розкладання вапняку й утворення кальцій силікатів та алюмосилікатів, що спікаються та перемелюються на порошок — цемент
в) кераміку.
Це вироби з глини із додаванням різних мінеральних добавок, обпалені в печі
Вправа 3 Поясніть застосування:
а) скла;
Виготовляють віконне скло, різноманітний посуд, кварцові лампи, скловолокна і склонитки, видувають художні вироби; кришталь застосовують в оптиці для виробництва лінз і призм; кольоровою емаллю оздоблюють прикраси, картини, вази
б) цементу;
У будівельній справі застосовують розчин цементу (суміш цементу, піску і води), бетон (суміш щебеню, піску і цементу), залізобетон (залита бетоном арматура)
в) кераміки.
Це цегла, облицювальна плитка й черепиця, кахель, дренажні труби, порцеляна й фаянс, раковини для унітазів та умивальників, тиглі, ізолятори
Вправа 4 Дослідіть, які вироби силікатної промисловості використовують:
а) у побуті; Різноманітний посуд, банки, пляшки, форми для запікання, плафони світильників, колби ламп, статуетки, шибки (скло в рамі вікон, дверей), сантехнічні вироби
б) у хімічному кабінеті школи; пробірки, мензурки, склянки, чашки для випарювання речовин, тигелі, ступки і товкачики
в) на вулиці вашого проживання. Цегла, бетон, черепиця, тротуарна плитка, лампи освітлювальні
Вправа 5 Масові частки калій, кальцій та силіцій (ІV) оксидів становлять відповідно 18,43 %, 10,98 % і 70,59 %. Установіть і запишіть формулу скла. Назвіть його.
Відомо: ω(K2O)=18,43%, ω(CaO)=10,98%, ω(SiO2)=70,59%
Знайти: формулу скла-?
Розв'язування
I спосіб
M(K2O)=94 г/моль, M(CaO)=56 г/моль, M(SiO2)=60 г/моль
У 100 г такої речовини маса атомів K2O становить 18,43 г, атомів CaO — 10,98 г, атомів SiO2 — 70,59 г.
v(K2O):v(CaO):v(SiO2)=m(K2O)/M(K2O):m(CaO)/M(CaO):m(SiO2)/M(SiO2)=
=18,43/94 : 10,98/56 : 70,59/60=0,196:0,196:1,176
Якщо співвідношення виражене не цілими, а дробовими числами, то вважаємо, що менше число дорівнює одиниці, а більше число ділимо на нього. Тоді
v(K2O):v(CaO):v(SiO2)=0,196/0,196:0,196/0,196:1,176/0,196=1:1:6
Oтже, формула cкла K2O•CaO•6SiO2
II спосіб
Задані масові частки оксидів означають, що у 100 г суміші міститься 18,43 г K2O, 10,98 г CaO i 70,59 г SiO2.
M(CaO)=56 г/моль, тоді маса 1 моль=56 г
Обчислюємо маси оксидів K2O i SiO2, що припадають на 1 моль СаО (56 г).
На 10,98 г CaO припадає 18,43 г K2O, а
на 56 г CaO — х г K2O, тоді
х=m(K2O)=18,43 г • 56 г : 10,98 г=94 г
На 10,98 г CaO припадає 70,59 г SiO2, а
на 56 г CaO — х г SiO2, тоді
х=m(SiO2)=70,59 г • 56 г : 10,98 г=360 г
Обчислюємо кількості речовини оксидів K2O i SiO2
M(K2O)=94 г/моль, M(SiO2)=60 г/моль
v(K2O)=m(K2O):M(K2O)=94 г : 94 г/моль=1 моль
v(SiO2)=m(SiO2):M(SiO2)=360 г : 60 г/моль=6 моль
v(K2O):v(CaO):v(SiO2)=1:1:6 , отже, формула cкла K2O•CaO•6SiO2
Відповідь: K2O•CaO•6SiO2
Вправа 6 Кальцій карбонат масою 15 г прореагував з хлоридною кислотою масою 14,6 г. Обчисліть масу кальцій хлориду й об’єм карбон (ІV) оксиду (н.у.), що утворилися під час реакції.
Відомо: m(CaCO3)=15 г, m(HCl)=14,6 г
Знайти: m(CaCl2)-?, V(CO2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
15 г x г у г z л
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
100 г 73 г 111 г 22,4 л
M(CaCO3)=100 г/моль, маса 1 моль=100 г
M(HCl)=36,5 г/моль, маса 1 моль=36,5 г, а маса 2 моль=73 г
M(CaCl2)=111 г/моль, маса 1 моль=111 г
За н.у. 1 моль газу займає 22,4 л
x=m(HCl)=15 г • 73 г : 100 г=10,95 г
Для повної взаємодії 15 г CaCO3 треба взяти HCl масою 10,95 г, а за умовою задачі її маса становить 14,6 г, отже, кислота — у надлишку, тому розрахунок здійснюємо за масою cолі.
у=m(CaCl2)=15 г • 111 г : 100 г=16,65 г
z=V(CO2)=15 г • 22,4 л : 100 г=3,36 л
ІІ спосіб
M(CaCO3)=100 г/моль, M(HCl)=36,5 г/моль
v(CaCO3)=m(CaCO3):M(CaCO3)=15 г : 100 г/моль=0,15 моль
v(HCl)=m(HCl):M(HCl)=14,6 г : 36,5 г/моль=0,4 моль
Записуємо рівняння реакції: CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
За рівнянням реакції 1 моль CaCO3 реагує з 2 моль HCl. Отже, з 0,15 моль CaCO3 реагує удвічі більша кількість речовини HCl, тобто 0,3 моль, але кількість речовини кислоти становить 1,4 моль, отже, кислота взята в надлишку, тому розрахунок здійснюємо за даними кальцій карбонату.
За рівнянням реакції v(CaCO3):v(CaCl2):v(CO2)=1:1:1, тому
v((CaCl2)=v(CO2)=v(CaCO3)=1,15 моль
M(CaCl2)=111 г/моль
m(CaCl2)=v(CaCl2)•M(CaCl2)=1,15 моль•111 г/моль=16,65 г
V(СО2)=v(СО2)•VM=0,15 моль•22,4 л/моль=3,36 л
Відповідь: 16,65 г CaCl2 i 3,36 л CO2
Вправа 7 У вас наявні три пробірки без написів з розчинами натрій карбонату, натрій силікату й натрій ортофосфату. Проведіть уявний експеримент з визначення цих солей, використавши два реактиви. Складіть рівняння реакцій.
Рективом на аніони СО32- і SiO32- є катіони Н+, що містяться в кислотах, наприклад, в хлоридній кислоті:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ - виділяється газ
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓ - випадає білий осад
Рективом на аніони PО43- є катіони Ag+, що містяться в розчині солі AgNO3:
Na3PO4 + 3AgNO3 = 3NaNO3 + Ag3PO4↓ - випадає жовтий осад