第三节 无机非金属材料 学习目标 重点难点 1.知道无机非金属材料,结合实例认识无机非金属材料组成、性能与应用的联系。 2.了解新型无机非金属材料的种类和性能。 重点 1.玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途。 2.普通玻璃的主要成分。 难点 硅的制备工艺。 新知探究(一)———硅酸盐材料 1.无机非金属材料 组成元素 含有硅、氧等元素 分类 传统无机非金属材料、新型无机非金属材料 性能 具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特殊的光学、电学等性能 2.硅酸盐材料———传统无机非金属材料 (1)硅酸盐的结构 在硅酸盐中,Si和O构成了硅氧 结构,Si在中心,O在四面体的4个顶角,许多这样的四面体通过顶角的O相互连接,即每个Si结合4个O,每个O结合2个Si。 (2)硅酸盐的特性 硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐 等特点。 3.常见的硅酸盐材料 项目 陶瓷 玻璃 水泥 主要 成分 成分复杂 、 和 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3) 生产原料 黏土(含水的铝硅酸盐) 主要原料: 辅助原料:适量的石膏 主要设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维 大量用于建筑和水利工程 [微点拨] ①陶瓷分为陶和瓷。 ②普通玻璃生产涉及两主反应为 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑; SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑。 ③生产水泥时加入适量石膏是调节水泥的硬化速率。 ④碱性溶液不能用磨口试剂瓶存放,原因是玻璃中的SiO2与碱反应生成硅酸盐黏合剂。 [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)硅酸盐结构较为复杂,大多难溶于水,化学性质稳定。 ( ) (2)硅氧四面体中,硅原子与氧原子都是以共价键结合。 ( ) (3)水泥与玻璃的共同原料是石灰石,水泥与陶瓷的共同原料是黏土。 ( ) (4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行。 ( ) (5)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化。 ( ) 2.(2024·广州高一检测)考古遗迹和历史文物是历史的见证,反映了古代人民丰富多彩的生活。下列文物属于无机非金属材料的是 ( ) A.铜烤炉 B.黄花梨云龙纹条案 C.三彩骑卧驼陶俑 D.山居图扇面 3. 陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是 ( ) A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 4.(2024·济南高一月考)“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是 ( ) A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C.硅酸盐制品的性质稳定、耐高温 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 新知探究(二)———硅和二氧化硅、硅酸盐 1.硅 (1)硅在元素周期表中的位置和存在 硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族,正好处于金属与非金属的过渡位置,其单质的导电性介于导体与绝缘体之间,是应用最为广泛的半导体材料。硅在自然界主要以 和 的形式存在。 (2)高纯硅的制备 其中涉及的主要化学反应为 ① ; ② ; ③ 。 (3)硅的主要化学性质 ①与F2、O2反应的化学方程式分别为Si+2F2SiF4、Si+O2SiO2; ②与HF、NaOH反应的化学方程式分别为Si+4HFSiF4↑+2H2↑、 Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。 2.二氧化硅 (1)不溶于水,是一种酸性氧化物 ① ... ...
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