高中化学 3.2 功能各异的无机非金属材料课件2 苏教版选修1.ppt

一 二 一 生活中的硅酸盐材料陶瓷 普通玻璃 水泥等无机非金属材料是生活中最常见的硅酸盐材料 它们的主要成分是硅酸盐 1 从黏土到陶瓷陶器和瓷器是用黏土制造的 黏土去除杂质后 经过制泥 成型 干燥 烧成就可以得到陶瓷制品 陶瓷在高温烧成时发生了复杂的物理 化学变化 为了使陶瓷表面光滑 漂亮 减少渗透 可在烧制前在坯体上涂上彩釉 一 二 2 形形色色的玻璃 1 玻璃的制备制备普通玻璃的原料为石英砂 碳酸钠 碳酸钙 在高温下发生反应 2 形成形形色色的玻璃原理除普通玻璃外还有大量的特种玻璃 如化学稳定性强膨胀系数小的石英 能阻挡辐射的铅玻璃 在玻璃中加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒的变色玻璃以及在玻璃中加入不同的氧化物 使玻璃呈现不同的颜色 co2o3蓝色 cu2o红色 caf2乳白色 mno2紫色 一 二 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 答案 因为碱性试剂能与玻璃的主要成分sio2反应 如2naoh sio2na2sio3 h2o na2sio3具有黏合性 将瓶塞和试剂瓶黏结在一起 一 二 3 特征玻璃制备钢化玻璃的方法是将普通玻璃加热到一定温度后急剧冷却 就可以得到钢化玻璃 雕刻玻璃是利用氢氟酸对玻璃有腐蚀作用 化学方程式为sio2 4hfsif4 2h2o 可用于玻璃的雕刻 夹层玻璃共有三层 两层玻璃中间夹层材料通常是性能良好的聚乙烯醇丁醛 当玻璃受到撞击而破坏时 中间胶片可粘着外面的玻璃 防止碎片四处飞散 一 二 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 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2cao sio2 3cao sio2 3cao al2o3 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 一 二 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 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 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 1 2 3 1 陶瓷某科研小组用高岭土 主要成分是al2o3 2sio2 2h2o 并含有少量cao和fe2o3 研制新型净水剂 铝的化合物 其实验步骤如下 将土样和纯碱混匀 加热熔融 冷却后用水浸取熔块 过滤 弃去残渣 滤液用盐酸酸化 经过滤 得到沉淀即为净水剂 1 写出熔融时 主要成分与纯碱反应的化学方程式 氧化铝和纯碱的反应与sio2和纯碱反应类似 2 最后的沉淀物是什么 并写出有关的离子方程式 3 实验中常用的坩埚有瓷坩埚和铁坩埚 本实验在熔融土样时应选用 问题导学 即时检测 1 2 3 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 问题导学 即时检测 1 2 3 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 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 问题导学 即时检测 1 2 3 1 主要原料 黏土 2 制造过程 混合 成型 干燥 烧结 冷却 3 陶瓷是陶器和瓷器的合称 它们二者的区别是原料和烧制温度不同 中国的陶都是宜兴 瓷都是景德镇 4 主要特性 具有抗氧化性 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型等优点 5 主要用途 餐具 砖瓦 化学仪器 电绝缘器 工艺品等 问题导学 即时检测 1 2 3 2 玻璃的成分和性能玻璃与人们的生产生活密切联系 玻璃制品随处可见 1 一般住宅的窗玻璃是普通玻璃 制造普通玻璃的主要原料是 粉碎后按一定比例混合放入熔炉中在高温下发生反应生成玻璃 普通玻璃的成分是 2 某玻璃中含na2o cao sio2的质量之比为31 28 180 此玻璃的组成为 填选项 a na2o cao 6h2sio3b na2o cao 6sio2c 2na2o 2cao 9sio2d 6na2o 6cao sio2 问题导学 即时检测 1 2 3 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 na2b4o7 10h2o 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 问题导学 即时检测 1 2 3 解析 na2o cao sio2的质量比为31 28 180 则其物质的量之比为1 1 6 化学仪器是硼酸盐玻璃 光学仪器是铅玻璃 蓝色玻璃含co2o3 红色玻璃含cu2o 答案 1 石英砂纯碱石灰石na2sio3casio3sio2 2 b 3 d c b a 问题导学 即时检测 1 2 3 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 问题导学 即时检测 1 2 3 问题导学 即时检测 1 2 3 3 光导纤维和新型陶瓷材料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 工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300 反应获得 1 根据性质 推测氮化硅陶瓷的用途是 填序号 a 制汽轮机叶片b 制有色玻璃c 制永久性模具d 制造柴油机 2 写出n的原子结构示意图 根据元素周期律知识 请写出氮化硅的化学式 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 问题导学 即时检测 1 2 3 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强 故n显负价 3 si显正价 4 由此可写出氮化硅的化学式si3n4 问题导学 即时检测 1 2 3 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 问题导学 即时检测 1 2 3 新型无机非金属材料的特性 1 能承受高温 强度高 例如 氮化硅陶瓷在1200 左右的高温下 仍具有很高的强度 2 具有电学特性 一些新型无机非金属材料可以作绝缘体 有的可作半导体 导体 超导体等 3 具有光学特性 有些新型无机非金属材料能发出各色的光 有的能透过可见光 有的能使红外线 雷达射线穿过 4 具有生物功能 有些新型无机非金属材料可制成人造牙齿 人造骨骼 已被应用在医疗上 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 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 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 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 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 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 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 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 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 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 此气体能使澄清的石灰水变浑浊 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 6 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 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na2sio3 casio3 4sio2 用氧化物形式表示为na2o cao 6sio2 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32 1 375 44 该气体无色而且能使澄清的石灰水变浑浊 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 6 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 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 1molnh3和0 75mole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