化学学案预习导航第三单元课题无机非金属材料

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精预习导航情境导入课程目标在太阳能的有效利用当中，单晶硅太阳能电池近年来发展较快，较受瞩目.1。了解普通陶瓷、普通玻璃和普通水泥的生产原料、生产原理和各自在生产生活中的广泛应用。2。了解新型陶瓷、单晶硅、石墨、金刚石、足球烯的生产原料、生产原理和主要用途。3.使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。一、传统硅酸盐材料1．陶瓷(1)制造：传统陶瓷大多是将黏土与水的混合物通过高温烧结制成，发生了复杂的化学反应。陶瓷色彩丰富，是由于釉料中主要含有一些金属及其化合物,当窑内空气含量发生变化时，金属及其化合物发生不同的氧化还原反应，产生不同的颜色。（2）种类:原料及烧制温度是影响陶瓷品种和性能的关键技术.陶瓷主要分为土器、炻器、瓷器等.（3）性质：具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点.2．玻璃(1)普通玻璃。①主要原料:石英砂（主要成分是SiO2）、石灰石（主要成分是CaCO3）和纯碱。②主要工序:加热熔融、澄清、成型和缓冷等。③制造的主要反应：CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑。④主要成分：Na2SiO3、CaSiO3.(2)特种玻璃.含有钾和铅的原料用来制造光学玻璃;加入B2O3制成化学实验室中的玻璃仪器；加入一些金属的氧化物或盐可以得到颜色不同的玻璃。3．水泥（1）普通硅酸盐水泥的主要生产原料：石灰石、黏土和辅助原料(主要是适量石膏CaSO4·2H2O)。(2）普通硅酸盐水泥的主要成分:硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)、铁铝酸钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)等。(3)普通硅酸盐水泥的性质：在空气和水中硬化。自主思考从材料使用上分析,“豆腐渣工程”主要与什么有关？提示：主要与使用劣质水泥有关。二、新型无机非金属材料1．新型陶瓷(1)新型陶瓷概述。新型陶瓷已突破了以Si和O两种元素为主的传统组成体系，进一步提高了陶瓷的性能，现代科技赋予陶瓷在光、电、磁、化学和生物学等方面新的特性和功能。（2)碳化硅.①碳化硅的化学式为SiC，又称金刚砂，其结构与金刚石相似。②工业制造的化学方程式：SiO2＋3CSiC＋2CO↑.（3）氮化硅。氮化硅的化学式为Si3N4，工业上常用的制造方法有：①高纯硅与纯氮气反应：3Si＋2N2Si3N4。②化学气相沉积法,化学方程式：3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl。2．现代信息基础材料——单晶硅制备高纯硅的主要反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑，Si＋3HClSiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2Si＋3HCl。3．石墨、金刚石和C60—-新材料诞生新科技（1)人造金刚石的方法。①在特殊条件下，可使石墨转变成金刚石。②化学气相沉积法制造金刚石薄膜的原理为CH4C(金刚石)＋2H2。(2）C60材料。①C60可与H2发生加成反应，C60可能成为新型贮氢材料。②K3C60具有超导性，由此可开发高温超导材料。③碳纳米管具有更大的韧性.自主思考讨论金刚石和石墨在生产和生活中的应用，并说明这些应用主要利用了它们的哪些性质？提示：金刚石是硬度最大的