第四章第一节硅酸盐和无机非金属材料

1、无机非金属材料的主角- 硅硅酸盐和无机非金属材料硅酸盐和无机非金属材料 学习目标学习目标1. 1.了解硅酸盐的特点，掌握硅酸盐的了解硅酸盐的特点，掌握硅酸盐的氧化物氧化物表示方法。表示方法。2.2.掌握三种传统的无机非金属材料掌握三种传统的无机非金属材料-玻璃，水泥，陶瓷玻璃，水泥，陶瓷。3.3.掌握三种新型的无机非金属材料掌握三种新型的无机非金属材料-高温结构陶瓷，生物陶瓷，压电陶瓷高温结构陶瓷，生物陶瓷，压电陶瓷。一、硅酸盐一、硅酸盐（由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称）（由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称）1 1、结构复杂、种类繁多，结构复杂、种类繁多，一般一般不溶于水，性质稳定不溶

2、于水，性质稳定。表示成氧化物形式的顺序是：表示成氧化物形式的顺序是： 金属氧化物金属氧化物 二氧化硅二氧化硅 水水例如：高岭石例如：高岭石AlAl2 2（SiSi2 2OO5 5）（）（OHOH）4 4表示成氧化物的方法是：表示成氧化物的方法是：AlAl2 2OO3 32SiO2SiO2 22H2H2 2OO1.硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法 （1）化学式法）化学式法如：硅酸钠如：硅酸钠Na2SiO3 、硅酸钙硅酸钙CaSiO3等。等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。 （2）氧化物法）氧化物法(也是常用的方法也是常用的方法)练习：把下列式子改写成氧化物

3、的形式练习：把下列式子改写成氧化物的形式1、蛇纹石：、蛇纹石：H4Mg3Si2O92、钙长石：钙长石：CaAl2SiO63、石棉：、石棉：CaMg3Si4O124、长石：、长石：KAlSi3O85、普通玻璃：、普通玻璃： CaNa2Si6O146、黏土：、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO 3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2 CaONa2O6SiO2Al2O32SiO22H2O3MgO2SiO2 2H2OCaOAl2O3SiO2 2.硅酸盐的性质硅酸盐的性质 （1） Na2SiO3的性质的性质 Na2SiO3俗称俗称“泡花碱泡花碱”，白色晶体，白色晶体，能溶于能溶于水水，是极

4、少数可溶性硅酸盐之一，是极少数可溶性硅酸盐之一，其水溶液俗，其水溶液俗称称“水玻璃水玻璃”。 水玻璃是一种无色粘稠的液体，水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的显碱性，易吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。生成硅酸沉淀。结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱 “水玻璃水玻璃”是无色粘稠液体，是一种是无色粘稠液体，是一种矿物矿物胶胶, ,它既不能燃烧又不易受腐蚀它既不能燃烧又不易受腐蚀, ,在建筑工业上可在建筑工业上可用作用作粘合剂粘合剂等。木材浸过水玻璃后等。木材浸过水玻璃后, ,具有具有防腐性防腐性能能且不易着火。水玻璃还可用作且不易着火。水玻璃还可用作耐火材料

5、耐火材料。用途：粘合剂，防腐剂、防火剂用途：粘合剂，防腐剂、防火剂所以，所以，不能不能用磨口玻璃塞用磨口玻璃塞盛碱性溶液盛碱性溶液，如如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液等溶液。应用应用橡胶塞橡胶塞SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O二、无机非金属材料：二、无机非金属材料：主要包括主要包括：玻璃玻璃、陶瓷陶瓷、无机非金属涂层无机非金属涂层等。等。特点特点：耐高温耐高温、硬度高硬度高、抗腐蚀抗腐蚀；有的还有独特的光；有的还有独特的光电特性电特性（1 1）传统无机非金属材料：）传统无机非金属材料：以以硅酸盐硅酸盐为主要成分，包括为主要成分，包括玻璃玻璃、水泥水泥、陶瓷陶瓷

6、等。等。（2 2）新型无机非金属材料：）新型无机非金属材料：如如高温结构陶瓷高温结构陶瓷、生物陶瓷生物陶瓷、压压电陶瓷电陶瓷等。等。 玻璃：玻璃：原料：纯碱、石灰石、石英原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑设备：玻璃窑Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO2高温高温高温高温玻璃的成分：玻璃的成分：Na2SiO3 CaSiO3 SiO2发生的反应：发生的反应：生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却冷却几种常见玻璃简介几种常见玻璃简介普通玻璃普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色因混有铁的化合物显浅绿色

7、蓝玻璃蓝玻璃红玻璃红玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如试管等如试管等光学仪器玻璃光学仪器玻璃如放大镜如放大镜钢化玻璃钢化玻璃光纤玻璃光纤玻璃 在原料里加入某些金属氧在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜质里，使玻璃呈现出特征颜色。色。光导纤维：光导纤维：1964年年8月月华裔科学家高锟首先提华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为导线，被誉为“纤维光纤维光学之父学之父”。比头发丝还。比头发丝还细的一对光导纤维上同细的一对光导纤维上同时传送时传送3万门电话且中万门电话且中继距离长达继距离长达2050Km，保密性能

8、好。保密性能好。 把普通玻璃放在把普通玻璃放在电炉里加热，使它软电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大械强度比普通玻璃大46倍，不易破碎。倍，不易破碎。水泥：水泥：原料：石灰石原料：石灰石 黏土黏土 （石膏）（石膏）主要设备：水泥回转窑主要设备：水泥回转窑成分：成分：2CaOSiO2 3CaOSiO2 3CaOAl2O3特性：特性：水硬性水硬性 混凝土：混凝土：水泥、沙子和碎石水泥、沙子和碎石 陶瓷：陶瓷：原料：黏土，经高温烧结而成原料：黏土，经高温烧结而成如：日用器皿如：日用器皿、建筑饰材建筑饰材、卫生洁具等卫生洁具等新型

9、陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷高温结构陶瓷-Si3N4 、SiC压电陶瓷压电陶瓷-钛酸钡钛酸钡、 钛酸铅钛酸铅生物陶瓷生物陶瓷-氧化铝氧化铝 、氧化锆氧化锆人造关节人造关节.水玻璃不具备的用途是水玻璃不具备的用途是 （ ） A.耐酸水泥掺料；耐酸水泥掺料； B.木材防腐剂；木材防腐剂； C.食品添加剂；食品添加剂； D.建筑材料黏合剂。建筑材料黏合剂。.下列工业生产，用石灰石作为原料的（下列工业生产，用石灰石作为原料的（ ） 用海水为原料生产镁，制硅酸盐水泥，制普用海水为原料生产镁，制硅酸盐水泥，制普通玻璃，冶炼生铁，制漂白粉通玻璃，冶炼生铁，制漂白粉 A. B. C. D.当堂训练当堂训练3 3属于硅酸盐材料的是属于硅酸盐材料的是( () ) 水泥玻璃陶瓷水晶水泥玻璃陶瓷水晶 A A B B C C D DD4 4下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是 ( () )A A水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B B在建筑工业上可作黏合剂耐