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第二单元 功能各异的无机非金属材料,目标导航,预习引导,目标导航,预习引导,目标导航,预习引导,目标导航,预习引导,交流1 为什么碱性试剂如NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶存放?,目标导航,预习引导,3.硅酸盐水泥 制备水泥的原料为石灰石、黏土,在水泥回转窑中高温煅烧后粉碎研磨而成,水泥的主要成分是2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3,水泥具有水硬性。钢筋混凝土是以水泥和沙、碎石、水混合而制成。,交流2 水泥在储存和运输过程中应注意什么? 答案:由于水泥具有很强的吸水能力,能吸收空气中的水分和二氧化碳并与之发生化学反应,故储存和运输过程中要注意防水、防潮。,目标导航,预习引导,二、光导纤维和新型陶瓷材料 1.光导纤维传输优点 光导纤维传输信息比利用金属导体传输有容量大、传输速度快的优点,而且节约了大量的有色金属。 2.新型陶瓷材料 (1)分类:新型陶瓷分成两大类,即结构陶瓷和功能陶瓷。 (2)结构陶瓷具有机械功能、热功能和部分化学功能。 (3)功能陶瓷具有电、光、磁、化学和生物特性,具有相互交换功能。,目标导航,预习引导,交流3 什么是硅酸盐工业?传统的硅酸盐工业产品有哪些? 答案:硅酸盐工业:以含硅物质为原料,经过加热制成的硅酸盐产品的工业,叫做硅酸盐工业。 传统的硅酸盐工业产品有:水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、耐火材料等。,问题导学,即时检测,一,二,三,问题导学,即时检测,一,解析Al2O3和SiO2可以与Na2CO3反应,生成NaAlO2和Na3SiO3,这两种物质均可溶于水,加足量盐酸后生成H2SiO3沉淀和AlCl3溶液。,二,三,问题导学,即时检测,一,与陶器比起来,瓷器的表面很光滑、明亮,因此看起来也更漂亮。你知道这是什么原因吗?,答案:陶器和瓷器从化学组成上来看差别并不大,它们分类依据主要是从原料、烧制温度、工艺、产品外观上存在的差别。,二,三,问题导学,即时检测,一,陶器与瓷器相比,瓷器制造时所用的原料含杂质少,烧制时使用的温度更高,具有胚体细腻、强度较高等优点,制造工序更复杂。通过瓷器和陶器的比较,可以看出瓷器比陶器更好。,二,三,问题导学,即时检测,一,二,三,问题导学,即时检测,一,二,三,问题导学,即时检测,(3)我们看到的普通玻璃,一般都呈淡绿色,这是因为原料中混有Fe2+的原因。在制玻璃的原料中,再加入下列物质后,可制得各种不同用途的玻璃。 A.氧化亚铜(Cu2O) B.氧化钴(Co2O3) C.氧化铅(PbO) D.硼砂(Na2B4O710H2O) 制造化学仪器的玻璃需加入的物质是 。 制造光学仪器的玻璃需加入的物质是 。 制造蓝色玻璃需加入的物质是 。 制造红色玻璃需加入的物质是 。,一,二,三,问题导学,即时检测,答案:(1)石英砂 纯碱 石灰石 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 (2)B (3)D C B A,一,二,三,解析Na2O、CaO、SiO2的质量比为3128180,则其物质的量之比为116,用硼酸盐玻璃制造化学仪器,用铅玻璃制造光学仪器,蓝色玻璃含Co2O3,红色玻璃含Cu2O。,问题导学,即时检测,在警匪片中,我们经常看到这样的场面,有一种玻璃,子弹打不透,我们称它为“防弹玻璃”,你知道防弹玻璃是用什么制作的吗?它为什么可以防弹? 答案:防弹玻璃实际上是夹层玻璃的一种,它是由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片PVB胶片科学地组合而成,为了增强玻璃的防弹防盗性能,玻璃的厚度和PVB的厚度均增加了。由于玻璃和PVB胶片黏合得非常牢固,几乎成为一个整体,且因玻璃具有较高的硬度而PVB胶片具有良好的韧性,当子弹接触到玻璃后,它们的冲击能量被削弱到很低的程度乃至为零,所以不能穿透。同样,金属的撞击也只能将玻璃击碎而不能穿透,因此起到防弹效果。,一,二,三,问题导学,即时检测,一,二,三,问题导学,即时检测,2.常见玻璃的特性及用途,一,二,三,问题导学,即时检测,一,二,三,问题导学,即时检测,一,三,二,问题导学,即时检测,(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式: 。 (4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为 。,解析根据题目给出的信息“氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定”知道氮化硅的性质,它的性质决定它的用途,可以用来制作耐高温、耐腐蚀、耐磨的部件。根据N和Si的原子结构及其元素周期律的知识,可判断氮元素非金属性比硅的强,故N显负价(-3价),Si显正价(+4价),由此可写出氮化硅的化学式Si3N4。,一,三,二,问题导学,即时检测,新型陶瓷材料是不是陶瓷?,答案:新型陶瓷材料从化学组成上来看已经不属于传统硅酸盐陶瓷材料了,只是它们多数也具有一般硅酸盐材料的耐高温、强度高、耐腐蚀的特性,并且从外观上与传统的硅酸盐陶瓷一样不具有金属光泽,都属于脆性材料,容易碎裂等。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称,所以新型陶瓷材料按照陶瓷的广义定义来看仍然属于陶瓷材料。,一,三,二,问题导学,即时检测,一,三,二,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,1. 下列生活中的物品不属于陶器的是( ) A.空心砖 B.青砖 C.瓦盆 D.砂锅 解析现代使用的空心砖一般是水泥和少量砂石及其他填料制成的,不经过烧结过程,不属于陶器。 答案:A,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,2.下列对陶器和瓷器的比较中正确的是( ) A.瓷器烧制时使用的温度不如陶器烧制时使用的温度高 B.陶器使用的黏土中含有的杂质比瓷器使用的原料中含有的杂质少 C.瓷器和陶器相比,具有坯体细腻、强度较高、结构致密、吸水率低的优点 D.一般说来,瓷器比陶器的制造工序简单,解析:瓷器和陶器相比,制造时所用的原料含杂质少,烧制时使用的温度更高,具有坯体细腻、强度较高、结构致密、吸水率低的优点,制造工序更复杂。 答案:C,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,3.与普通玻璃成分相同的物质是( ) A.石英玻璃 B.水玻璃 C.钢化玻璃 D.光学玻璃 解析:石英玻璃是二氧化硅,水玻璃是硅酸钠的水溶液,光学玻璃是普通玻璃中加入了其他物质。 答案:C,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,4.精细陶瓷(又称为特种陶瓷)在现代科技中应用前景很广。以SiO2加少量PdCl2研磨成极细的颗粒,经高温烧结制成多孔烧结体,具有半导体的性质。它具有相当大的比表面积,将它和电子元件及仪表组成“电子鼻”,也被称为“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂浓度只有十万分之一也能“嗅”出。关于“电子鼻”的下列叙述中错误的是( ) A.“电子鼻”大大突破了人的嗅觉 B.“电子鼻”吸附气体的能力极强 C.“电子鼻”可广泛应用于易燃、易爆、有毒气体的自动检测和报警 D.“电子鼻”易溶于水,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,解析:“电子鼻”能够“嗅”到人嗅不到的物质,所以大大地突破了人的嗅觉极限;它的原理是其表面积极大,容易吸附气体,这样才能检测气体;由于它能够吸附气体,所以它应能够检测到易燃、易爆、有毒气体。从“电子鼻”所用的原料来看,烧结后的陶瓷应属于硅酸盐材料,所以应难溶于水。 答案:D,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,5.有三种透明、不溶于水的坚硬固体,A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体,此气体能使澄清石灰水变浑浊,标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的氢氧化钠溶液,再往该溶液中加入过量酸时,析出白色胶状沉淀,此沉淀干燥后,为不溶于水的白色粉末,它是一种比碳酸还弱的酸,将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C,C在高温时软化,无固定熔点。 (1)A为 ,有关反应的化学方程式为 。 (2)B为 ,有关反应的化学方程式为 。 (3)C为 ,有关反应的化学方程式为 。,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,解析:制取玻璃的原料为碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅。普通玻璃的组成为Na2SiO3CaSiO34SiO2,用氧化物形式表示为Na2OCaO6SiO2。玻璃不属于晶体,在加热时可熔化,熔点较低,但无固定的熔点。 从A的燃烧产物入手,该气体的相对分子质量为321.375=44。该气体无色而且能使澄清石灰水变浑浊,可以确定该气体为二氧化碳,因为A为透明不溶于水、坚硬的固体,由此推断A为金刚石。 B同样为透明不溶于水的坚硬固体,但可溶于热的氢氧化钠溶液,所得溶液中加入过量酸时可析出白色固体,最终得到一种比碳酸还弱的酸,B固体为石英。 C物质由石灰石、纯碱和B物质(石英)混合加热反应而制得,在高温时软化,无固定熔点,这是玻璃的性质特点,故C为玻璃。,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,6,问题导学,即时检测,1,2,3,4,6,5,6.未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。 这类材料中研究得较多的是化合物G。 (1)化合物G的相对分子质量 为140,G中硅元素的质量分数为60%,另有元素Y。G可以由 化合物E(含两种元素)与NH3反应而生成,同时产生HCl气体。请推断: 化合物G的化学式为 ,1 mol NH3和0.75 mol E 恰好完全反应生成G和HCl,则化合物E的分子式为 。,(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水作用,所得产物中都有一种酸性氧化物,它是工业上生产玻璃的主要原料。与氧反应所得的产物还有一种单质,与水反应生成另一种产物是该种单质元素的氢化物。请写出化合物G与水反应的化学方程式: 。,问题导学,即时检测,1,2,3,4,6,5,(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料,现采用常压下在G中添加氧化铝,经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料,它的商品名叫“赛伦”,化学通式可表达为Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 时x的极限值约为4.0,在1 400 时x为2.0,以保持整个化合物呈电中性。试问:“赛伦”中Y元素的化合价为 。,问题导学,即时检测,1,2,3,4,6,5,
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