Question

已知普通玻璃中Na₂SiO₃：CaSiO₃：SiO₂=1：1：4（物质的量之比），请回答：
（1）以氧化物的形式表示玻璃的组成
（2）若要制备1000kg上述玻璃，需要原料各多少千克？共要产生标况下的CO₂气体多少升？

Answer 1

分析：（1）硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水（xMO?nSiO₂?mH₂O）．注意：①氧化物之间以“?”隔开；②系数配置出现的分数应化为整数；③金属氧化物在前（活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物），非金属氧化物在后，若同一元素有变价，那么低价在前，高价在后，H₂O一般写在最后；
（2）工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石，碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳，碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳．

解答：解：（1）硅酸盐改写成氧化物的形式为：活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?SiO₂?H₂O，同时要遵循原子守恒，普通玻璃中Na₂SiO₃：CaSiO₃：SiO₂，以氧化物的形式表示故写成Na₂O?CaO?6SiO₂，
故答案为：Na₂O?CaO?6SiO₂；
（2）工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石，碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳，该反应的化学方程式为：Na₂CO₃+SiO₂

高温  .

Na₂SiO₃+CO₂↑，碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO₃+SiO₂

高温  .

CaSiO₃+CO₂↑，普通玻璃以氧化物的形式表示为Na₂O?CaO?6SiO₂，1000kg玻璃的物质的量为：n=

m

M

=

1000×103g

478g/mol

=2.09×10³mol，
根据原子守恒可得关系式：Na₂O?CaO?6SiO₂～Na₂CO₃～CaCO₃～6SiO₂～2CO₂，
n（Na₂O?CaO?6SiO₂）=n（Na₂CO₃）=n（CaCO₃）=2.09×10³mol，n（SiO₂）=6n（Na₂O?CaO?6SiO₂）=6×2.09×10³ mol，n（CO₂）=，2×2.09×10³ mol，
所以：需要Na₂CO₃：m=n×M=2.09×10³ mol×106×10^-3kg/mol=221.5 kg
CaCO₃：m=n×M=2.09×10³ mol×100×10^-3kg/mol=209 kg
SiO₂：m=n×M=2.09×10³ mol×6×60×10^-3kg/mol=752.4 kg
V（CO₂）=n×Vm=2×2.09×10³ mol×22.4L/mol=9.36×10⁴L
故答案为：需要Na₂CO₃221.5 kg，CaCO₃209 kg，SiO₂752.4 kg；共要产生标况下的CO₂气体9.36×10⁴升．

点评：本题主要考查制玻璃的反应原理，主要考查了硅酸盐改写成氧化物的方法，化学方程式的计算，掌握制玻璃原理是解答的关键，题目难度中等．