【正文】 Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 ③ 加成反應(yīng) 加成反應(yīng)是重要的固相反應(yīng)，常見的主要為氧化物間的反 應(yīng)，例如鐵氧體材料中的亞鐵酸鹽、水泥、耐火材料、玻璃的 硅酸鹽、鋁酸鹽等復(fù)合氧化物的生成反應(yīng)等。例如含有二氧化硅的耐火材料，如果在氫氣中或能 產(chǎn)生氫氣的環(huán)境中使用，在高溫下就會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)： SiO2(s)+H 2(g) → SiO(s) + H2O(g) 這樣，由于硅的重量不斷減少而使含有二氧化硅的耐火材料 遭受破壞。所謂 分解溫 度 是指熱分解反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的分壓達(dá) l大氣壓時(shí)的溫度。例如碳酸鈣的分解溫度 為 910℃ ，氫氧化鎂為 450℃ 。 ① 熱分解反應(yīng) 熱分解反應(yīng)是無機(jī)非金屬材料固相反應(yīng)中的一個(gè)很廣泛的反應(yīng)，它可以用以 下通式來表示： A → B + C↑ (固體 ) (固體 ) (氣體 ) 如果放出的氣體是水蒸氣，就叫 脫水反應(yīng) ，如果放出的是二氧化碳?xì)怏w， 就叫 脫碳酸氣反應(yīng) 。nH2O）。12H2O）及 水化鐵酸四鈣 （ 4CaOnH2O）再與石灰作用生成 水化鋁酸四鈣（ 4CaO6H2O）以及 水化鐵酸鈣（ CaO新生成的 水化鋁酸三鈣 （ 3CaOAl2O3nH2O 3CaO6H2O + CaOFe2O3+(n+6)H2O → 3CaOnH2O 4CaOSiO2 + nH2O → 2CaOSiO2 硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣、鋁酸三鈣都能與水作用發(fā)生水解： 3CaO 各種熟料礦物遇水將發(fā)生水解或水化作用，生成新的化合物 。SiO2)。 當(dāng)溫度從 1300℃ 升至 1450℃ 時(shí)，鋁酸三鈣及鐵鋁酸四鈣熔融 出現(xiàn)液相，硅酸二鈣 (2CaOAl2O3SiO2)、 鋁酸三鈣 (3CaO 隨著溫度進(jìn)一步升高到 900～ 1000℃ 時(shí)，碳酸鈣迅速分解。2SiO2 + 2H2O↑ 溫度達(dá)到 600～ 800℃ 時(shí)高嶺石分解： Al2O32SiO2 （ 1）無機(jī)非金屬材料化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性 為了說明無機(jī)非金屬材料化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，我們以水泥生 產(chǎn)過程中的一些主要化學(xué)反應(yīng)為例。由于很多反應(yīng)物是成分復(fù)雜的天然原料，所以化學(xué)反應(yīng)往往 是非常復(fù)雜的。12H2O)反應(yīng)，生成體積膨脹的針狀水化硫鋁酸鈣結(jié)晶，破壞水泥石的結(jié)構(gòu)。硬石膏的溶解度極小，但在近地表部分，由于長時(shí)期受水的作用，有可能轉(zhuǎn)變成帶水石膏，體積膨脹10％，對地表的設(shè)施有巨大的破壞作用。2H2O → CaSO42H2O)在不同溫度下加熱失水不同。水泥制品用熔化的硫浸漬，可以提高防水和抗?jié)B性能。 3 K4〔 Fe(CN)6〕 + 4FeCl3 → Fe4〔 Fe(CN)6〕 3↓＋ 12KCl ? 鐵氰化鉀 K3〔 Fe(CN)6〕 與二價(jià)鐵離子相遇，可化合成不溶于水的蘭色鐵氰化鐵 Fe3〔 Fe(CN)6〕 3，稱為 滕氏蘭 。三價(jià)鐵離子有氧化性，工業(yè)上常用 FeCl3腐蝕銅板制印刷電路板： 2Fe3＋ ＋ Cu → 2Fe2＋ ＋ Cu2＋ ? 亞鐵氰化鉀 K4〔 Fe(CN)6〕 ? 當(dāng)氯或堿作用于三價(jià)鐵鹽溶液時(shí)，析出紅褐色氫氧化鐵沉淀。硫酸鐵與硫酸銨組成的銨鐵礬〔 NH4Fe(SO4)26H2O)通常是深黃色。 4FeSO4 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)SO4 常用來保護(hù)術(shù)材。7H2O)稱為綠礬，是易溶于水的淺綠色晶體。 ? 鐵的不同價(jià)態(tài)化合物或同種價(jià)態(tài)不同種類的化合物顏色不同。當(dāng)使用天然原料制造無機(jī)材料時(shí)，往往因其中含有少量鐵的雜質(zhì)而使材料著色。自然界中的這種碳酸鈣的溶解和沉淀是天然地下巖洞中千姿百態(tài)的鐘乳石的成因。在石灰水中通入二氧化碳?xì)怏w，溶液中因生成不溶的碳酸鈣沉淀而混濁。 CaCO3 + H2SO3 → CaSO4 + CO2↑+ H2O 因此大理石或漢白玉的材料不宜用于含酸蒸氣的環(huán)境中。在酸的作用下，碳酸鹽易分解生成相應(yīng)酸的鹽、水和二氧化碳。構(gòu)成碳酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中的碳酸根為 〔 CO2－ 3〕 ，與其結(jié)合的主要是二價(jià)金屬離子。 碳 ? 自然界中的碳不但有很多化合物，而且還有三種單質(zhì) (石墨、金剛石和不定形碳 )。 MgCO3 → MgO ＋ CO2↑ ? 鍛燒后的氧化鎂對水是非常惰性的。4SiO2)。H2O)和石棉 (CaO天然硅酸鎂有滑石 (3MgOCaCO3)。 鎂 ? 鎂在自然界大量以碳酸鎂的形態(tài)存在。它的含水量不定，組成也不均勻，通常寫做 Al(OH)3的形式： A13+ +3 OH－ → Al(OH) 3↓(凝膠狀 ) ? 氫氧化鋁凝膠也稱為鋁膠，水泥中的鋁酸鹽水化后，有一部分就生成鋁膠，但加熱沉淀或在溶液中放置很久后，其組成近于Al2O3人工高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁叫做人造剛玉，用作高溫耐火材料，可以耐高溫達(dá) 1800℃ 。三氧化二鋁是一種難熔的不溶于水的白色粉末，經(jīng)過燒結(jié)的三氧化二鋁也不溶于酸。在地殼中總含量為 8％左右，主要集中在鋁硅酸鹽礦物中，如粘土、長石、云母、高嶺石等。硬水無論在工業(yè)上還是在生活上都是不受歡迎的。當(dāng)水中所含鈣鹽主要是硫酸鹽或氯化物，即使加熱沸騰這類鈣鹽也不會(huì)分解，這是 永久硬水 。 CaCO3 + CO2 + H2O ? Ca(HCO3)2 ? 天然水中經(jīng)常含有這種酸式鹽，鈣鹽含量大的水稱為硬水 。 ? 煅燒碳酸鈣 (CaCO3)能得到生石灰 (CaO)，它遇水生成熟石灰【 Ca(OH)2】 ，放出大量熱，同時(shí)體積膨脹。2H2O)以及含鈣的硅酸鹽，鋁酸鹽等。地殼中的鈣的總含量占地殼重量的 3． 3％。 很多礦物就是多硅酸的衍生物。yH2O)表示。反應(yīng)式為： Na2SiO3 + 2HCl + H2O? H2SiO3＋ 2NaCl 游離的硅酸幾乎不溶予永，但很容易形成膠體溶液。因此石英玻璃可用來制造紫外燈和光學(xué)儀器。 ? 石英在 1710℃ 熔化成粘稠液體，當(dāng)急速冷卻時(shí)，形成石英玻璃，它是無定形二氧化硅。石英是天然二氧化硅晶體。 Si + 2OH－ +H2O ?SiO2－ 2 +2H2? 硅在高溫下與鹵素起化學(xué)反應(yīng)生成揮發(fā)性四鹵化物如四氟化硅，并在空 氣中燃燒生成二氧化硅， 二氧化硅 是最常見的分布最廣的硅的化合物，它在 自然界中主要以 石英礦 的形式存在。硅在低溫下不活 潑，不與空氣和水作用，但卻能與強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)堿