2019高中化学 第三单元 化学与材料的发展 无机非金属材料

2019高中化学 第三单元 化学与材料的发展 无机非金属材料

无机非金属材料 学习目标 ‎1.使学生对无机非金属材料有大致印象。了解水泥、玻璃、陶瓷的生产的简单原理。‎ ‎2.使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。‎ ‎3.使学生对新型无机非金属材料有大致印象。 ‎ 重点 无机非金属材料的特点及其应用 难点 新型无机非金属材料的特点及其应用 学法指导 无机非金属材料分为传统硅酸盐材料[（玻璃、水泥、陶瓷）记住它们的生产原理及其成分]和新型无机非金属材料[新型陶瓷；现代信息基础材料-单晶硅；石墨、金刚石和C60-新材料诞生新技术]‎ 自学引导︵学生课前必须完成︶‎ 一、自主学习：（请同学们认真阅读课本2-5页，你一定能完成下列问题）‎ 一、传统的硅酸盐材料 传统硅酸盐材料一般以 __ （主要成分为 ）、 （主要成分为 ）、 （主要成分为 ）和 （主要成分为 ）等原料生产的。这些材料一般都含 ，由于硅氧结构的特殊性，所以硅酸盐材料一般具有 、 、 、 、 、 、等特点。‎ ‎1、陶瓷 ‎⑴瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“ ”这同一种字母拼音表示。‎ ‎⑵我国素有“瓷都“之称的地方在哪里？我国最为著名的陶器产地在什么地方？有什么之称？‎ ‎⑶列表分析陶瓷生产的原料、生产过程、反应条件、种类、性能。‎ 主要原料 生产过程 反应条件 种 类 性 能 6‎ ‎2、玻璃:生产普通玻璃主要用料、反应条件、玻璃窑中发生的主要反应和主要成分 主要用料 反应条件 玻璃窑中发生的主要反应 成 分 ‎3.水泥 ‎⑴水泥主要原料： ，辅助原料 ，‎ ‎⑵生产过程：研磨成 ，高温煅烧得 （主要成分是 ），再加石膏（主要成分是 ）研成粉末制得普通硅酸盐水泥。‎ ‎⑶制普通硅酸盐水泥 主要原料 主要设备 反应条件 普通水泥的主要成分 主要性质 ‎⑷混凝土的主要成分是 ，大量用于 ‎ 二、新型无机非金属材料 ‎1.新型陶瓷 ‎⑴陶瓷在光、电、磁、化学和生物学方面有新的 和 ，新型陶瓷在 、 、 等高新技术领域得到广泛应用。‎ ‎⑵硕果累累的陶瓷树 碳化硅又称为 ，其结构与金刚石相似，可做优质 ，可耐 的高温，可做航天器的 。‎ ‎⑶写出工业上制取碳化硅的反应式 ‎ ‎ ‎(4)氮化硅（Si3N4）的 ， 大，化学性质 ，在高温时保持室温时的 和 ，可用于制造 、 和 等 6‎ ‎(5)写出制取氮化硅（Si3N4）的反应式① ；‎ ‎② 。‎ ‎(6)氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗腐蚀，抗氧化，能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以用来制柴油机。‎ ‎2.现代信息基础材科—单晶硅 ‎⑴硅是目前半导体工业最重要的 ，制取纯度为95%～99%的硅的反应式为 。‎ ‎⑵用纯度为95%～99%的硅再生产高纯度硅的反应式是 ‎① ，② 。‎ ‎3. 金刚石、石墨和C60 –新材料诞生新科技 ‎1985年，科学家发现了C60分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球，因此又叫足球烯。1991年科学家又发现了一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状分子 二、自主练习：（通过自学，相信自己能解决下列问题）‎ ‎1．下列物质中属于纯净物的是 （ ）‎ A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃 ‎2．下列叙述正确的是 双选 ‎ A.酸均不能与酸性氧化物反应 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸 C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 ‎3．与普通玻璃相比具有相同组成的是 A.钢化玻璃 B.光学仪器玻璃 C.石英玻璃 D.有色玻璃 ‎4．下列物质有固定熔点的是 （ ）‎ A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃 ‎5．某元素位于元素周期性表的A族，它是良好的半导体材料，其金属性比非金属性强，所以通常认为它是金属，此元素可能是 ‎ A. Si           B. Ge          C.‎ 6‎ ‎ Sn           D. Pb ‎6．传统无机非金属材料是指 材料。新型无机非金属材料的特性有 、 、 、 。‎ ‎ ‎ ‎7．氮化硅的化学式为 ，它可利用SiCl4在H2环境的高温电炉中与N2反应制得，试写出发生反应的化学方程式： 。‎ 三、你还有哪些不会的问题，请提出来让老师和同学帮你解决 独立思考 合作探究 例题1.水泥的成分主要有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al‎2Oz，则x＝ ，y＝ ‎ z＝ 。‎ 分别用氧化物形式表示其组成为 、 、 。‎ 例题2. 氮化硅(Si3N4)是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4蒸气和NH3气体混合物制取。粉末状的Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105Pa和‎185℃‎的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密，对空气和水相当稳定的固体材料。‎ ‎⑴写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式 ；‎ ‎⑵分别写出粉末状的Si3N4和H2O及O2反应的方程式 、‎ ‎ ；‎ ‎⑶为什么结构紧密的固体Si3N4不再受水和O2的侵蚀？ ‎ ‎ 。‎ 巩固练习 ‎1.下列说法中错误的是( )‎ A.生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石 B.生产陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英 6‎ C.某些合成橡胶可用做生产黏合剂的主要原料 D.生产水玻璃和玻璃的原料中都含有烧碱 ‎2.将氢氧化钠固体在坩埚内高温熔融,下列坩埚可以使用的是( )‎ A.石英坩埚 B.玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.氧化铝坩埚 ‎3.根据普通玻璃､普通水泥和普通陶瓷的生产过程,总结出硅酸盐工业的一般特点是 ‎ ‎①原料一定是含硅元素的物质 ②生成物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④发生复杂的物理､化学反应 A.①② B.①②③‎ C.①③④ D.①②③④‎ ‎4.制取水泥和玻璃时都需要的原料是( )‎ A.石灰石 B.石英 C.水 D.纯碱 ‎5.下列物质中,具有固定熔沸点的是( )‎ A.玻璃 B.水泥 C.陶瓷 D.纯碱 ‎6.制取下列物质,无需用到二氧化硅的是( )‎ A.玻璃 B .水泥 C.粗硅 D.光导纤维 ‎7.世界著名的科技史专家､英国剑桥大学的李约瑟博士考证说:“中国至少在距今3 000年以前,就已经使用玻璃了｡”下列有关玻璃的说法不正确的是( )‎ A.制普通玻璃的原料主要是纯碱､石灰石和石英 B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠､硅酸钙和二氧化硅 D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 6‎ 学习体会 6‎