【知识点详解】
1. **硅酸盐材料**:高中化学中的硅酸盐是无机非金属材料的重要组成部分,包括水泥、玻璃和陶瓷等。这些材料的生产通常涉及到硅酸盐矿物,如石灰石、黏土和石英砂。
2. **水泥**:水泥是由硅酸盐、铝酸盐和石膏等物质混合制成的,具有水硬性,即能在水或空气中硬化。主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙。在硬化过程中,石膏能调节水泥的硬化速度。
3. **普通玻璃**:生产普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂,而水泥则需要石灰石、黏土和石膏。
4. **硅酸盐产品**:传统的硅酸盐产品包括玻璃、水泥和陶瓷,它们都是日常生活和建筑中常见的材料。
5. **纯净物与混合物**:纯净物有固定的熔点,而混合物如水泥、玻璃和石油等没有固定的熔点。例如,Na2O·SiO2(硅酸钠)是一种纯净物,有固定的熔点。
6. **特殊玻璃**:汽车和火车的车窗玻璃通常使用钢化玻璃,它具有抗震裂、不易破碎且碎后无尖锐棱角的安全特性。
7. **新型陶瓷材料**:磷酸钙陶瓷可以用于制成人造骨骼,这是因为这类材料对人体组织有良好的适应性,具有生物功能。
8. **硅酸盐的氧化物表达式**:镁橄榄石(Mg2SiO4)的氧化物形式表示为2MgO·SiO2,遵循活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→SiO2的顺序。
9. **硅单质及其化合物的性质**:硅是岩石和矿物的基本元素,陶瓷是早期的硅酸盐材料。光导纤维由二氧化硅制成,而不是硅单质;水晶不是硅酸盐制品。
10. **水泥的调节剂**:在水泥熟料中加入石膏可以调节其硬化速度。
11. **氮化硅的制备与性质**:
- 由SiCl4和NH3制备氮化硅(Si3N4)的化学反应式为:3SiCl4 + 4NH3 → Si3N4 + 12HCl。
- 氮化硅与水(H2O)反应的化学方程式为:Si3N4 + 6H2O → 3Si(OH)4 + 4NH3。
- 氮化硅与氧气(O2)反应的化学方程式为:Si3N4 + 6O2 → 3SiO2 + 2N2。
- 结构紧密的固体Si3N4不受H2O和O2侵蚀,可能是因为在热处理过程中形成了稳定的结构,阻止了水分子和氧分子的进一步渗透。
以上知识点涵盖了高中化学中关于硅酸盐材料、水泥和玻璃的生产、性质、应用以及氮化硅的制备和化学反应等内容,这些都是无机化学的重要部分,对于理解化学反应原理和材料科学具有重要意义。