高中化學(xué)3.2功能各異的無(wú)機(jī)非金屬材料教案省公開課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

1/312/31一二一、生活中硅酸鹽材料陶瓷、普通玻璃、水泥等無(wú)機(jī)非金屬材料是生活中最常見硅酸鹽材料,它們主要成份是硅酸鹽。1.從黏土到陶瓷陶器和瓷器是用黏土制造。黏土去除雜質(zhì)后,經(jīng)過(guò)制泥、成型、干燥、燒成就能夠得到陶瓷制品。陶瓷在高溫?zé)蓵r(shí)發(fā)生了復(fù)雜物理、化學(xué)改變。為了使陶瓷表面光滑、漂亮、降低滲透,可在燒制前在坯體上涂上彩釉。3/31一二2.形形色色玻璃(1)玻璃制備制備普通玻璃原料為石英砂、碳酸鈉、碳酸鈣;在高溫下發(fā)生反應(yīng):(2)形成形形色色玻璃原理除普通玻璃外還有大量特種玻璃,如化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)膨脹系數(shù)小石英、能阻擋輻射鉛玻璃、在玻璃中加入適量溴化銀和氧化銅微小晶粒變色玻璃以及在玻璃中加入不一樣氧化物,使玻璃展現(xiàn)不一樣顏色:Co2O3藍(lán)色、Cu2O紅色、CaF2乳白色、MnO2紫色。4/31一二

交流1為何堿性試劑如NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用帶玻璃塞試劑瓶存放?答案:因?yàn)閴A性試劑能與玻璃主要成份SiO2反應(yīng),如2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O,Na2SiO3含有黏合性,將瓶塞和試劑瓶黏結(jié)在一起。5/31一二(3)特征玻璃制備鋼化玻璃方法是將普通玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻,就能夠得到鋼化玻璃。雕刻玻璃是利用氫氟酸對(duì)玻璃有腐蝕作用,化學(xué)方程式為SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,可用于玻璃雕刻。夾層玻璃共有三層,兩層玻璃中間夾層材料通常是性能良好聚乙烯醇丁醛,當(dāng)玻璃受到撞擊而破壞時(shí),中間膠片可粘著外面玻璃,預(yù)防碎片四處飛散。6/31一二

交流2水泥在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)注意什么?答案:因?yàn)樗嗪泻軓?qiáng)吸水能力,能吸收空氣中水分并與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中要注意防水、防潮。3.硅酸鹽水泥制備水泥原料為石灰石、黏土,在水泥回轉(zhuǎn)窯中高溫煅燒后粉碎研磨而成,水泥主要成份是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3,水泥含有水硬性。鋼筋混凝土是以水泥和沙、碎石、水混合而制成。7/31一二二、光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料1.光導(dǎo)纖維傳輸優(yōu)點(diǎn)光導(dǎo)纖維傳輸信息比利用金屬導(dǎo)體傳輸有容量大、傳輸速度快優(yōu)點(diǎn),而且節(jié)約了大量有色金屬。2.新型陶瓷材料(1)新型陶瓷分成兩大類,即結(jié)構(gòu)陶瓷和功效陶瓷。(2)結(jié)構(gòu)陶瓷含有機(jī)械功效、熱功效和部分化學(xué)功效。(3)功效陶瓷含有電、光、磁、化學(xué)和生物特征,含有相互交換功效。

交流3什么是硅酸鹽工業(yè)?傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品有哪些?答案:硅酸鹽工業(yè):以含硅物質(zhì)為原料,經(jīng)過(guò)加熱制成硅酸鹽產(chǎn)品工業(yè),叫做硅酸鹽工業(yè)。傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品有:水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、耐火材料等。8/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)1231.陶瓷某科研小組用高嶺土(主要成份是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含有少許CaO和Fe2O3)研制新型凈水劑(鋁化合物),其試驗(yàn)步驟以下:將土樣和純堿混勻,加熱熔融,冷卻后用水浸取熔塊,過(guò)濾、棄去殘?jiān)?濾液用鹽酸酸化,經(jīng)過(guò)濾,得到沉淀即為凈水劑。(1)寫出熔融時(shí),主要成份與純堿反應(yīng)化學(xué)方程式:

(氧化鋁和純堿反應(yīng)與SiO2和純堿反應(yīng)類似)。

(2)最終沉淀物是什么?并寫出相關(guān)離子方程式:

。

(3)試驗(yàn)中慣用坩堝有瓷坩堝和鐵坩堝,本試驗(yàn)在熔融土樣時(shí)應(yīng)選取

。

9/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123

解析:Al2O3和SiO2能夠與Na2CO3反應(yīng),生成NaAlO2和Na3SiO3,這兩種物質(zhì)均可溶于水,加足量鹽酸后生成H2SiO3沉淀和AlCl3溶液。10/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123與陶器比起來(lái),瓷器表面很光滑、明亮,所以看起來(lái)也更漂亮。你知道這是什么原因嗎?答案:陶器和瓷器從化學(xué)組成上來(lái)看差異并不大,它們分類依據(jù)主要是從原料、燒制溫度、工藝、產(chǎn)品外觀上存在差異。陶器與瓷器相比,瓷器制造時(shí)所用原料含雜質(zhì)少,燒制時(shí)使用溫度更高,含有胚體細(xì)膩、強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn),制造工序更復(fù)雜。經(jīng)過(guò)瓷器和陶器比較,能夠看出瓷器比陶器更加好。11/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)1231.主要原料:黏土。2.制造過(guò)程:混合、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻。3.陶瓷是陶器和瓷器合稱。它們二者區(qū)分是原料和燒制溫度不一樣。中國(guó)陶都是宜興。瓷都是景德鎮(zhèn)。4.主要特征:含有抗氧化性、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等優(yōu)點(diǎn)。5.主要用途:餐具、磚瓦、化學(xué)儀器、電絕緣器、工藝品等。12/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)1232.玻璃成份和性能玻璃與人們生產(chǎn)生活親密聯(lián)絡(luò)。玻璃制品隨地可見。(1)普通住宅窗玻璃是普通玻璃,制造普通玻璃主要原料是

、

、

,粉碎后按一定百分比混合放入熔爐中在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成玻璃,普通玻璃成份是

、

、

。

(2)某玻璃中含Na2O、CaO、SiO2質(zhì)量之比為31∶28∶180,此玻璃組成為

(填選項(xiàng))。

A.Na2O·CaO·6H2SiO3

B.Na2O·CaO·6SiO2C.2Na2O·2CaO·9SiO2

D.6Na2O·6CaO·SiO213/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123(3)我們看到普通玻璃,普通都呈淡綠色,這是因?yàn)樵现谢煊蠪e2+原因。在制玻璃原料中,再加入以下物質(zhì)后,可制得各種不一樣用途玻璃。A.氧化亞銅(Cu2O)B.氧化鈷(Co2O3)C.氧化鉛(PbO)D.硼砂(Na2B4O7·10H2O)①制造化學(xué)儀器玻璃需加入物質(zhì)是

。

②制造光學(xué)儀器玻璃需加入物質(zhì)是

。

③制造藍(lán)色玻璃需加入物質(zhì)是

。

④制造紅色玻璃需加入物質(zhì)是

。

14/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123解析:Na2O、CaO、SiO2質(zhì)量比為31∶28∶180,則其物質(zhì)量之比為1∶1∶6,化學(xué)儀器是硼酸鹽玻璃,光學(xué)儀器是鉛玻璃,藍(lán)色玻璃含Co2O3,紅色玻璃含Cu2O。答案:(1)石英砂純堿石灰石Na2SiO3

CaSiO3

SiO2

(2)B

(3)①D

②C

③B

④A15/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123在警匪片中,我們經(jīng)?？吹竭@么場(chǎng)面,有一個(gè)玻璃,子彈打不透,我們稱它為“防彈玻璃”,你知道防彈玻璃是用什么制作嗎?它為何能夠防彈?答案:防彈玻璃實(shí)際上是夾層玻璃一個(gè),它是由多片不一樣厚度透明浮法玻璃和多片PVB膠片科學(xué)地組合而成,為了增強(qiáng)玻璃防彈防盜性能,玻璃厚度和PVB厚度均增加了。因?yàn)椴ＡШ蚉VB膠片黏合得非常牢靠,幾乎成為一個(gè)整體,且因玻璃含有較高硬度而PVB膠片含有良好韌性,當(dāng)子彈接觸到玻璃后,它們沖擊能量被減弱到很低程度乃至為零,所以不能穿透。一樣,金屬撞擊也只能將玻璃擊碎而不能穿透,所以起到防彈效果。16/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)12317/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)1233.光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料氮化硅是一個(gè)高溫陶瓷材料,它硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,工業(yè)上曾普遍采取高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)取得。(1)依據(jù)性質(zhì),推測(cè)氮化硅陶瓷用途是

(填序號(hào))。

A.制汽輪機(jī)葉片 B.制有色玻璃C.制永久性模具 D.制造柴油機(jī)(2)寫出N原子結(jié)構(gòu)示意圖:

,依據(jù)元素周期律知識(shí),請(qǐng)寫出氮化硅化學(xué)式:

。

(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng),除氫氟酸外,它不與其它無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕化學(xué)方程式:

。

(4)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度氮化硅,反應(yīng)化學(xué)方程式為

。

18/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123解析:依據(jù)題目給出信息“氮化硅是一個(gè)高溫陶瓷材料,它硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定”知道氮化硅性質(zhì),它性質(zhì)決定它用途,能夠用來(lái)制作耐高溫、耐腐蝕、耐磨部件。依據(jù)N和Si原子結(jié)構(gòu)及其元素周期律知識(shí),可判斷氮元素非金屬性比硅強(qiáng),故N顯負(fù)價(jià)(-3),Si顯正價(jià)(+4),由此可寫出氮化硅化學(xué)式Si3N4。19/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123新型陶瓷材料是不是陶瓷?答案:新型陶瓷材料從化學(xué)組成上來(lái)看已經(jīng)不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷材料了,只是它們多數(shù)也含有普通硅酸鹽材料耐高溫、強(qiáng)度高、耐腐蝕特征,而且從外觀上與傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷一樣不含有金屬光澤,都屬于脆性材料,輕易碎裂等。廣義上陶瓷是用陶瓷生產(chǎn)方法制造無(wú)機(jī)非金屬固體材料和制品通稱,所以新型陶瓷材料按照陶瓷廣義定義來(lái)看依然屬于陶瓷材料。20/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123新型無(wú)機(jī)非金屬材料特征(1)能承受高溫,強(qiáng)度高。比如,氮化硅陶瓷在1

200

℃左右高溫下,仍含有很高強(qiáng)度。(2)含有電學(xué)特征。一些新型無(wú)機(jī)非金屬材料能夠作絕緣體,有可作半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體等。(3)含有光學(xué)特征。有些新型無(wú)機(jī)非金屬材料能發(fā)出各色光,有能透過(guò)可見光,有能使紅外線、雷達(dá)射線穿過(guò)。(4)含有生物功效。有些新型無(wú)機(jī)非金屬材料可制成人造牙齒、人造骨骼,已被應(yīng)用在醫(yī)療上。21/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)1234561.

以下生活中物品不屬于陶器是(

)A.空心磚 B.青磚 C.瓦盆 D.砂鍋解析:當(dāng)代使用空心磚普通是水泥和少許砂石及其它填料制成,不經(jīng)過(guò)燒結(jié)過(guò)程,不屬于陶器。答案:A22/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123452.以下對(duì)陶器和瓷器比較中正確是(

)A.瓷器燒制時(shí)使用溫度不如陶器燒制時(shí)使用溫度高B.陶器使用黏土中含有雜質(zhì)比瓷器使用原料中含有雜質(zhì)少C.瓷器和陶器相比,含有坯體細(xì)膩、強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密、吸水率低優(yōu)點(diǎn)D.普通說(shuō)來(lái),瓷器比陶器制造工序簡(jiǎn)單解析:瓷器和陶器相比,制造時(shí)所用原料含雜質(zhì)少,燒制時(shí)使用溫度更高,含有坯體細(xì)膩、強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密、吸水率低優(yōu)點(diǎn),制造工序更復(fù)雜。答案:C623/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123453.與普通玻璃成份相同物質(zhì)是(

)A.石英玻璃

B.水玻璃

C.鋼化玻璃

D.光學(xué)玻璃解析:石英玻璃是二氧化硅,水玻璃是硅酸鈉水溶液,光學(xué)玻璃是普通玻璃中加入了其它物質(zhì)。答案:C624/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123454.精細(xì)陶瓷(又稱為特種陶瓷)在當(dāng)代科技中應(yīng)用前景很廣。以SiO2加少許PdCl2研磨成極細(xì)顆粒,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成多孔燒結(jié)體,含有半導(dǎo)體性質(zhì)。它含有相當(dāng)大比表面積,將它和電子元件及儀表組成“電子鼻”,也被稱為“人工神鼻”。冰箱泄漏氟利昂濃度只有十萬(wàn)分之一也能“嗅”出。關(guān)于“電子鼻”以下敘述中錯(cuò)誤是(

)A.“電子鼻”大大突破了人嗅覺B.“電子鼻”吸附氣體能力極強(qiáng)C.“電子鼻”可廣泛應(yīng)用于易燃、易爆、有毒氣體自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警D.“電子鼻”易溶于水625/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)12345解析:“電子鼻”能夠“嗅”到人嗅不到物質(zhì),所以大大地突破了人嗅覺極限;它原理是其表面主動(dòng)大,輕易吸附氣體,這么才能檢測(cè)氣體;因?yàn)樗軌蛭綒怏w,所以它應(yīng)能夠檢測(cè)到易燃、易爆、有毒氣體。從“電子鼻”所用原料來(lái)看,燒結(jié)后陶瓷應(yīng)屬于硅酸鹽材料,所以應(yīng)難溶于水。答案:D626/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)123455.有三種透明、不溶于水堅(jiān)硬固體,A固體在氧氣中完全燃燒只好到一個(gè)無(wú)色氣體,此氣體能使澄清石灰水變渾濁,標(biāo)準(zhǔn)情況下測(cè)得此氣體密度為氧氣密度1.375倍。B固體可溶于熱氫氧化鈉溶液,再往該溶液中加入過(guò)量酸時(shí),析出白色膠狀沉淀,此沉淀干燥后,為不溶于水白色粉末,它是一個(gè)比碳酸還弱酸,將B與石灰石、純堿按百分比混合加熱后得到C,C在高溫時(shí)軟化,無(wú)固定熔點(diǎn)。(1)A為

,相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式為

。

(2)B為

,相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式為

。

(3)C為

,相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式為

。

627/31問(wèn)題導(dǎo)學(xué)即時(shí)檢測(cè)12345解析:制取玻璃原料為碳酸鈉、碳酸鈣和二氧化硅。普通玻璃組成為Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2,用氧化物形式表示為Na2O·CaO·6SiO2。玻璃不屬于晶體,在加熱時(shí)可熔化,熔點(diǎn)較低,但無(wú)固定熔點(diǎn)。從A燃燒產(chǎn)物入手,該氣體相對(duì)分子質(zhì)量為32×1.375=44。該氣體無(wú)色而且能使澄清石灰水變渾濁,能夠確定該氣體為二氧化碳,因?yàn)锳為透明不溶于水、堅(jiān)硬固體,由此推斷A為金剛石。B一樣為透明不溶于水堅(jiān)硬固體,但可溶于熱氫氧化鈉溶液,所得溶液中加入過(guò)量酸時(shí)可析出白色固體,最終得到一個(gè)比碳酸還弱酸,B固體為石英。C物質(zhì)由石灰石、純堿和B物質(zhì)(石英)混合加熱反應(yīng)而制得,在高溫時(shí)軟化,無(wú)固定熔點(diǎn),這是