無機(jī)非金屬材料的主角硅(二)

第四章非金屬及及其化合物

第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角—硅

(第二課時(shí))122十一月20232三、硅酸鹽1、硅酸鹽的種類硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽的種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布極廣。2、硅酸鹽的溶解性和穩(wěn)定性除Na2SiO3和K2SiO3以外，其余硅酸鹽都不溶于水，且化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。3、硅酸鈉(Na2SiO3)俗名：Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，又叫泡花堿。溶解性：可溶于水，可做粘合劑。用途：制備硅膠、木材的防腐劑和防火劑、肥皂填料。【實(shí)驗(yàn)4-2】硅酸鈉的防火作用放入蒸餾水放入Na2SiO3溶液現(xiàn)象水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后不燃燒結(jié)論水份蒸發(fā)后，失去防火作用防火效果好用作防火劑34、硅酸鹽的表示方法硅酸鹽的組成可氧化物的形式來表示。如硅酸鈉：Na2SiO3可寫成Na2O·SiO2硅酸鎂：Mg2SiO4寫成2MgO·SiO2石棉：CaMg3Si4O12寫成CaO·3MgO·4SiO2長石：_______________寫成K2O·Al2O3·6SiO2黏土：_______________寫成Al2O3·2SiO2·2H2O

說明：①硅酸鹽改寫成氧化物后，它還是硅酸鹽，不是氧化

物，更不是混合物。②書寫順序：先寫金屬氧化物，再寫SiO2，最后寫H2O，若有幾種金屬元素時(shí)，先寫活潑金屬，再寫不太活潑的金屬。③氧化物前面的數(shù)字僅只表示一種氧化物的計(jì)量數(shù)。④兩種化學(xué)式所包括的原子數(shù)目可以不同，但原子數(shù)比應(yīng)相同。？分析：K2Al2Si6O16→KAlSi3O8

思考已知Fe元素有+2和+3價(jià)，Pb元素有+2和+4價(jià)。若把Fe3O4改寫成FeO·Fe2O3的形式，則Pb3O4可改寫成_________Al2Si2O5(OH)4？2PbO·PbO2硅酸鈉的防火作用45、無機(jī)非金屬材料

金屬材料一般是指單一金屬或合金材料；無機(jī)非金屬材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、和硅酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無機(jī)材料。(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料就指是以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)過高溫發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，生成硅酸鹽產(chǎn)品。如磚瓦等。①磚瓦：以黏土為原料經(jīng)高溫?zé)贫?。磚瓦(6000年)是應(yīng)用最廣泛的建筑材料，它對(duì)我國的歷史發(fā)展、社會(huì)的前進(jìn)以及人類生活的改善，起到了無法估量的作用。但時(shí)至今日，各類新型建材的層出不窮，磚瓦作用已日漸被取代，特別是高層建筑上磚瓦已經(jīng)退出了其歷史舞臺(tái)。無機(jī)非金屬材料如：水泥、玻璃、陶瓷、磚、瓦。如：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料5人面魚紋彩陶(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料②陶瓷：以黏土為原料經(jīng)高溫

燒結(jié)而成。陶瓷具有抗氧化、抗酸堿腐蝕、

耐高溫、絕緣、易成型等許多優(yōu)

點(diǎn)，因此，陶瓷制品一直為人們

所喜愛。瓷器是中華文明的象征。在許多

拉丁語系國家中，“China”這一單

詞既指“中國”，又指“瓷器”。我國素有“瓷都”之稱的江西景德鎮(zhèn)，

燒制的薄胎瓷器達(dá)到了“薄如紙、潔

如玉、青如天、明如鏡、聲如磬”

的水平。宋代的鈞瓷享有“黃金有價(jià)

鈞無價(jià)，一件鈞瓷百重廈”和“縱有家

產(chǎn)萬貫，不如鈞瓷一片”的美譽(yù)!

人面魚紋彩陶是新石器時(shí)代的陶器珍品。現(xiàn)收藏于中國歷史博物館。

萬里長城家用陶瓷鈞瓷(宋)古代建筑人面魚紋彩陶是新石器時(shí)代的陶器珍品。現(xiàn)收藏于中國歷史博物館。

唐三彩6(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料③水泥：以黏土、石灰石、石膏為原料

經(jīng)高溫繞結(jié)而成。水泥的成分為硅酸二鈣、

硅酸三鈣和鋁酸三鈣。水泥是一種非常重

要的建筑材料，長江三峽大壩使用水泥達(dá)

1000多萬噸。水泥砂漿(水泥、沙子和水組成的混合物)是

建筑黏合劑?；炷?水泥、碎石、沙子)用來

建造橋梁、廠房等巨大建筑物。水泥的膨脹系

數(shù)幾乎跟一樣，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固。④玻璃：以石灰石、純堿、石英為原料在玻

璃窯中熔融制得玻璃的種類很多，性能也不太相同。普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。玻璃是非晶體，稱作玻璃態(tài)物質(zhì)物質(zhì)，它沒有固定的熔點(diǎn)，而是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時(shí)，玻璃可以制成任何形狀的制品?，F(xiàn)代建筑三峽大壩75、無機(jī)非金屬材料⑤其它：A、碳化硅(SiC)：俗稱金剛砂，結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度很大，用作砂輪的磨料。B、硅合金：含硅4%的鋼具有導(dǎo)磁性，可用作變壓器的鐵芯；含硅15%左右的鋼中具有耐酸性，可用作耐酸設(shè)備。C、硅橡膠：人工合成的硅橡膠既能耐高溫又耐低溫，用于制造火箭、飛機(jī)、導(dǎo)彈的零件和絕緣材料。

(2)新型無機(jī)非金屬材料材料是人類生活必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的發(fā)展史就是一部人類文明史。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有特殊的熒光材料，就沒有彩色電視；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的信息技術(shù)；沒有特殊的新型材料，就沒有“神州”上天和“嫦娥”奔月?？梢?，科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步往往受到材料的制約。反過來，一種新材料的發(fā)現(xiàn)可能給社會(huì)帶來革命性的變化。請(qǐng)閱讀P79科學(xué)視野—新型陶瓷。8例14

下列物質(zhì)屬于純凈物的是A、陶瓷 B、玻璃 C、二氧化硅 D、水泥例15

新型無機(jī)材料碳化鈦(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅(Si3N4)等稱為非氧化物陶瓷，合成這些物質(zhì)需在高溫條件下進(jìn)行，在合成工藝中必須注意

A、通入足量的氧氣B、避免與氧氣接觸

C、可在氮?dú)鈿夥罩泻铣蒁、通入少量氧氣例16熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是

A、石英坩堝B、玻璃坩堝C、生鐵坩堝D、陶瓷坩堝例17下列變化中，不可能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是

A、SiO2→Na2SiO3B、SiO2→H2SiO3

C、CuSO4→CuCl2D、Cu(OH)2→CuO例18

要準(zhǔn)確觀察某氣體在燃燒時(shí)產(chǎn)生的焰色，最好使氣體在下列哪種材料中燃燒

A、玻璃管B、銅管C、鐵管D、塑料管CBCCBC9例19下列物質(zhì)中,不能用玻璃瓶來盛裝的是A、燒堿溶液B、濃硫酸C、氫氟酸D、碳酸鈉溶液例20下列關(guān)于硅的說法不正確的是

A、硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體

B、硅的導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料

C、硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)

D、當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣、氯氣等非金屬反應(yīng)例21下列離子方程式正確的是

A、水玻璃加鹽酸：SiO32-+2H+=H2SiO3↓

B、小蘇打和燒堿溶液：HCO3-+OH-=CO32-+H2O

C、石灰石溶于鹽酸：CO32-+2H+=H2O+CO2↑

D、石英溶于NaOH溶液：Si4++2O2-+2OH-=SiO32-+H2O例22

不用任何試劑就可以將①Na2SiO3②Na2SO4③CuCl2④KCl⑤Ba(NO3)2五種溶液鑒別出來的順序是

A、③④⑤①②B、③①⑤②④

C、①③④②⑤D、③②①④⑤CCABB10例23在300℃時(shí)，某無色氣體X與紅熱的碳反應(yīng)生成無色氣體Y，Y能跟灼熱的CuO反應(yīng)又生成氣體X，則X、Y分別是A、H2O(g)、H2B、O2、H2

C、CO2、COD、CO、CO2例24用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置，足見化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：

(1)計(jì)算機(jī)芯片的主要成分是______；

(2)光導(dǎo)纖維的主要成分是________；

(3)目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是_____；

(4)用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為的化合物_________；SiSiO2Si硅酸鹽C11例25由鋁、硅兩種物質(zhì)組成的試樣11g，均勻地分成等質(zhì)量的兩份，一份與足量的鹽酸反應(yīng)可產(chǎn)生氣體aL，一份與足量的NaOH溶液反應(yīng)可產(chǎn)生同種氣體bL，合并兩次收集的氣體共有11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。試分析試樣的百分組成。解：2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑

設(shè)Al的物質(zhì)的量為x，Si的物質(zhì)的量為y。依題意：27x+28y=111.5x+0.5×2y=0.5x=0.2moly=0.2molm(Al)=0.2mol×27g/mol=5.4gm(Si)=0.2mol×28g/mol=5.6gw(Al)=5.4g/11g=49.1%w(Si)=5.6g/11g=50.9%12例26

某學(xué)生興趣小組想利用高嶺土[其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O］試驗(yàn)新型的凈水劑。試驗(yàn)程序如下：

其中濾液E就是欲求的凈

水劑。試回答下列問題：①寫出混合物A、B，

濾液C、D的主要成分A___________________；B_______________________；

C___________；D_______________。②寫出高嶺土與純堿熔融的兩個(gè)化學(xué)方程式_____________________________________________；_____________________________________________。③該試驗(yàn)中，熔融高嶺土可以選用的坩堝有A、玻璃坩堝B、瓷坩