人教版高二化学 第二讲硅酸盐工业简介新型无机非金属材料

人教版高二化学 第二讲硅酸盐工业简介新型无机非金属材料

‎ ‎ 第二节 硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料 ‎ 一、硅酸盐工业简介 ‎ 1．水泥 ‎ 普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·A12O3)等。‎ ‎ 2．玻璃 ‎ 玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。‎ ‎ 3．比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品 硅酸盐产品 水泥 玻璃 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 原料 石灰石和粘土 纯碱、石灰石、石英(过量)‎ 反应原理 复杂的物理-化学变化 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2 ↑‎ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑‎ 主要成份 ‎3CaO·SiO2、2 CaO·SiO2、3CaO·Al2O3‎ Na2SiO3、CaSiO3、SiO2‎ 反应条件 高温 高温 ‎ 4．陶瓷 ‎ ‎(1)制造陶瓷的主要原料：粘土。‎ ‎ (2)制造陶瓷的一般过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器 ‎ (3)陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例 高岭石：A12(Si2O5)(OH)4可表示为：A12O3·2SiO2·2H2O ‎ 二、新型无机非金属材料 ‎ 1．无机非金属材料的分类 ‎ (1)传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。‎ ‎ (2)新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。‎ ‎ 2．新型无机非金属材料的特性 ‎（1）耐高温、强度高 ‎（2）具有电学特性 ‎（3）具有光学特性 ‎（4）具有生物功能 ‎ 3．高温结构陶瓷 ‎ (1)高温结构陶瓷的优点：能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。‎ ‎ - 4 -‎ ‎ (2)高温结构陶瓷的种类：‎ ‎ ①氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。‎ ‎ ②氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。‎ ‎ ③碳化硼陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。‎ ‎ 4．光导纤维(光纤)‎ ‎ (1)光导纤维的特点：传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发生电辐射等。‎ ‎ (2)光导纤维的应用：通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。‎ 第七章 单元测试 一、选择题(每小题有1-2个选项符合题意) ‎ ‎1．下列说法正确的是 ( )‎ ‎ A．我国从唐代时期开始就能生产陶瓷 ‎ B．化学实验室的坩埚、蒸发皿是陶瓷制品 ‎ C．水泥、陶瓷生产过程都需要混合、成型、干燥、烧结、冷却 ‎ D．水泥、玻璃、陶瓷制品都属于混合物 ‎2．石灰石是许多工业的原料之一，但制取下列物质不需用石灰石的是 ( )‎ ‎ A．制硅酸 B．制水泥 C．制玻璃 D．制生石灰 ‎ ‎3．A12O3·2SiO2·2H2O是一种 ( )‎ ‎ C．铝酸盐 D．混合物 ‎ ‎4．实验室里熔化氢氧化钠时，不能选用的坩埚是( )‎ ‎ A．石墨坩埚 B．瓷坩埚 C．石英坩埚 D．铁坩埚 ‎ ‎5．陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属陶瓷制品的是 ( )‎ ‎ A．电器中的绝缘瓷管 ‎ ‎ B．实验室中的坩埚 ‎ ‎ C．实验室中的试管 ‎ D．建筑上烧制的砖瓦 ‎ ‎6．下列物质有固定熔、沸点的是 ( )‎ ‎ A．钢化玻璃 B．过磷酸钙 C．消石灰 D．水玻璃 ‎ ‎7．汽车车窗用的是钢化玻璃，对钢化玻璃的叙述正确的是 ( )‎ ‎ A．它是玻璃纸压制而成 ‎ B．制造原料与有机玻璃相同 ‎ C．制造它的玻璃与普通玻璃相同 ‎ D．制造原料与特殊玻璃相同 ‎8．下列说法中不正确的是 ( )‎ ‎ A．新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高 ‎ B．高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点 ‎ C．光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便 ‎ D．光导纤维除用于通讯外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面 ‎ ‎ - 4 -‎ ‎9．有关材料的用途不正确的是 ( )‎ ‎ A．高温结构陶瓷可以制作耐酸设备 ‎ B．氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备 ‎ C．氮化硅陶瓷可以制造轴承 ‎ D．光导纤维可用于传能传像、照明等 ‎10．磷酸钙系陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的 ( )‎ ‎ A．耐高温的特性 B．电学特性 C．光学特性 D．生物功能 ‎ ‎11．不属于无机非金属材料的是 ( )‎ ‎ ①硅酸盐材料 ②半导体材料 ③超硬耐高温材料 ④发光材料 ‎ ⑤硫黄矿 ⑥煤 ⑦石膏 ⑧青铜 ‎ ‎ A．①-④ B．⑤-⑧ C．①—⑧ D．②-④ ‎ ‎12．下列叙述错误的是 ( )‎ ‎ A．含硅4％(质量分数)的钢，可制变压器铁芯 ‎ B．二氧化硅是通讯材料光导纤维的主要原料 ‎ C．氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷都是重要的高温结构陶瓷 ‎ D．硅石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是二氧化硅 ‎13．新型无机非金属材料与传统无机非金属材料的共同特性是 ( )‎ ‎ A．耐高温 D．具有电学特性 C．具有光学特性 D．具有生物功能 ‎ ‎14．我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造，这种材料是 ( )‎ ‎ A．氧化铝陶瓷 B．氮化硅陶瓷 C．光导纤维 D．玻璃钢 ‎15．普通玻璃中含13％的Na2O、11.7％的CaO、75.3％的SiO2，用氧化物的形式表示普通玻璃组成的化学式是 ( )‎ ‎ A．Na2O·2CaO·6SiO2 B．2Na2O·CaO·6SiO2‎ ‎ C．Na2O·CaO·SiO2 D．Na2O·2CaO·SiO2‎ ‎16．下列物质与其材料不对应的是 ( )‎ ‎ A．高温炉管——人造刚玉 ‎ B．汽轮机叶片——氮化硅陶瓷 ‎ C．遥测遥控器——光纤 ‎ D．轴承——氧化铝陶瓷 ‎ ‎17．人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料，它有类似于入骨和天然牙的性质和结构。人造骨可以依靠在人体的体液中补充某些离子形成新骨，可在骨骼结合界面发生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合。人造骨植人人体需要吸收人体中离子形成新骨( )‎ ‎ A．Ca2+ B．Cl- C．Na+ D．PO43- 、Cl-‎ ‎18．下列说法错误的是 ( )‎ ‎ A．材料是按化学组成或状态、性质、效应、用途分类的 ‎ B．橡胶、化纤属于有机高分子材料 ‎ C．信息材料主要包括液晶分子、光导纤维、半导体等 ‎ D．陶瓷属于金属材料 ‎ ‎19．有关材料的分类正确的是 ( )‎ ‎ - 4 -‎ ‎ A．硅酸盐材料属于新型无机非金属材料 ‎ B．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，金属属于金属材料，但都属于结构材料 ‎ C．新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等 ‎ D．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，但不是高温结构材料 二、填空题 ‎ ‎20．工业上生产水泥的主要设备是__________，原料是____________________，制得水泥的主要成分是__________。 ‎ ‎21．某型号的水泥主要成分有：Ca2SiOx、Ga3SiOy、Ca3A12Oz，则x=__________，y=__________，x=__________水泥具有水硬性，跟水掺和搅拌后很容易，普通水泥以__________和__________为主要原料，在水泥回转窑中煅烧后，再加入适量的__________，它的作用是 ‎22．制造陶瓷器的主要原料是_____________，根据原料、烧制温度的不同，陶瓷主要分为 ‎ ‎ _____________、_____________等。我国陶都_____________(地名)的陶器和瓷都_____________(地名)的瓷器，在世界上享有盛誉。 ‎ ‎23．(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后)‎ ‎ ①镁橄榄石(Mg2SiO4)：_____________。‎ ‎ ②高岭土[A12(Si2O5)(OH)4]_____________；‎ ‎ (2)许多含氧酸及盐类均可以类似地改写为氧化物形式，请继续改写下列物质：HNO3_____________；HCOOH_____________。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为_____________，HCOOH与浓H2SO4反应可制_____________气体。‎ ‎ (3)已知一定条件下，Fe在C12中燃烧可生成Fe3Cl8，它可以看作是_____________(化学式)，生成该物质的条件可能是_____________。 ‎ ‎24．氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料，它是一种______________，本身具有______________，并且耐磨损，除______________外，它不与其他无机酸反应，______________能力强，高温时也______________。正由于氮化硅陶瓷具有如此良好的特性，因此，人们常利用它来制造______________、______________、机械密封环、______________等机械构件。 ‎ ‎25．硅酸盐属于______________，缺点是______________。新型无机非金属材料有许多优点，可以根据其特点用于不同的领域。比如氧化铝陶瓷硬度高的优点，可以制造在实验室中使用的______________ ‎ ‎26．新型无机非金属材料的特性有______________；______________、______________、______________目前较广使用的高温结构陶瓷有______________、______________、______________等，广泛应用于光缆通讯的是______________‎ 三、计算题 ‎ ‎27．某玻璃厂现有石灰石500t，纯碱2400t。计算上述原料能生产普通玻璃多少吨?(已知普通玻璃的成分为Na2O：13％，CaO：11.7％，SiO2：75.3％)‎ ‎ - 4 -‎