2019-2020年新人教版化学选修2高中《无机非金属材料》word教案.doc

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2019-2020年新人教版化学选修2高中无机非金属材料word教案 了解传统的硅酸盐工业的生产特点,知道其生产原理和产品的主要成分。 能举例说明无机非金属材料的特点 讨论社会发展和科技进步对材料的要求,认识化学对材料科学发展的促进作用。知识梳理1生产陶瓷的主要原料是 ,其主要生产过程为:混合成型干燥烧结冷却。陶瓷的主要性质有 、 、 、 、 。2制造普通玻璃的原料有 、 、 ,发生的主要反应的化学方程式是 、 。3制造普通硅酸盐水泥的原料有 、 、 。普通硅酸盐水泥的主要成分是 、 、 、 。水泥在空气中能吸水硬化,在水中也能硬化,即具有 性,因此是水下工程不可缺少的材料。水泥、沙子和碎石等的混合物叫 ,它的膨胀系数与钢筋相当,因此它常用钢筋作结构,增大强度。4氮化硅是一种新型的无机非金属材料,它的制造方法有多种,一种方法是将高纯硅与纯氮气混合,在1300条件下反应制得,化学方程式为 ;也可以用四氯化硅和氮气在氢气保护下反应制得,化学方程式为 。5工业上用二氧化硅和碳在电炉中反应可以制得硅,反应的方程式为 ,但这样制得的硅纯度不高,要制得高纯硅,可以将上述粗硅与氯化氢气体在250300条件下反应,制得三氯硅烷,提纯后的三氯硅烷被高纯度的氢气还原,即可以得到高纯硅。写出以上反应的化学方程式 、 。6写出二氧化硅和碳在电炉中加热至高温生成碳化硅(金刚砂)的化学方程式 ,反应中的氧化剂和还原剂的质量之比是 。71985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。用你学到的化学知识回答下列问题: C60所以称为足球烯,是因为分子中有 键,所以C60可以与氢气发生 反应。金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质是否相同? ,原因是 。常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼? ,简要说明原因 。请你设计一个方案,证明足球烯和纳米碳管是由碳元素组成的(以足球烯为例,用文字简要叙述): 。方法导引1硅酸盐工业陶瓷玻璃水泥原料粘土(高岭土)纯碱、石英、石灰石石灰石、粘土等生产条件高温高温高温原理复杂的物理化学变化Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2 CaSiO3CO2复杂的物理化学变化主要成分复杂的硅酸盐硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸钙主要性质抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温等无固定熔点具有水硬性2新型无机非金属材料无机非金属包括两大类:一类是传统无机非金属材料;二类是新型无机非金属材料。传统无机非金属材料:主要指硅酸盐材料,如水泥、玻璃、陶瓷等,其优点是有抗腐蚀性、耐高温等,但也有质脆、经不起热冲击等弱点。新型无机非金属材料:主要指新型陶瓷、光导纤维等。新型无机非金属材料除继承传统无机非金属材料的许多优点、克服某些弱点外,还具有如下特性:耐高温、强度高。具有电学特性,可用作集成电路的半导体。具有光学特性,如光导纤维,用于光缆通讯、医疗、信息处理等。具有生物功能。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 、 、 。解析这是一个连带型的推断填空题。前后空格之间有着一定的联系,只有正确填写前面的空格,才可能得出最后的正确结果。此题可分二步考虑,第一步要正确写出水泥的各种成分中氧原子的个数,第二步在已确定的化学式的基础上,将其变换成氧化物的形式,根据化合物分子中多元素化合价代数和等于零的原则,可得x4,y5,z6,代入化学式中可得Ca2SiO4、Ca3SiO5、Ca3Al2O6,改写成氧化物的形式分别为:2CaOSiO2,3CaOSiO2,3CaOAl2O3。 必须指出,在氧化物的表示形式中,两种氧化物的化学式中间用的小黑点,已将这两种氧化物分隔成独立的部分。因此CaO前面的系数并不能包括后面的SiO2。答案4 ;5 ;6 ;2CaOSiO2 ;3CaOSiO2;3CaOAl2O3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2301.01105Pa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。写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式 ;分别写出粉末状的Si3N4和H2O及O2反应的方程式 、 ;为什么结构紧密的固体Si3N4不再受水和O2的侵蚀? 。解析SiCl4和NH3反应,生成Si3N4,其中Si、N的化合价均未变,所以另一产物应为HCl;Si3N4和H2O反应时,SiN键要向SiO键转化,生成稳定的SiO2和N2;Si3N4与MgO在密闭容器中热处理后,使Si3N4表面形成一层SiO2保护层,阻止了Si3N4继续受空气中的O2和H2O的侵蚀。答案3SiCl44NH3Si3N412HClSi3N46H2O3SiO24NH3 Si3N43O23SiO22N2Si3N4和MgO在密闭容器中热处理后使Si3N4表面生成了一层SiO2保护层,阻止了Si3N4继续受H2O和O2的侵蚀。
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