遼寧省撫順市高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 3.1 無機(jī)非金屬材料導(dǎo)學(xué)案新人教版選修2.doc

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無機(jī)非金屬材料 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.使學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料有大致印象。了解水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)的簡單原理。 2.使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)、現(xiàn)代科技中的重要作用。 3.使學(xué)生對(duì)新型無機(jī)非金屬材料有大致印象。 重點(diǎn) 無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用 難點(diǎn) 新型無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用 學(xué)法指導(dǎo) 無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)硅酸鹽材料[（玻璃、水泥、陶瓷）記住它們的生產(chǎn)原理及其成分]和新型無機(jī)非金屬材料[新型陶瓷；現(xiàn)代信息基礎(chǔ)材料-單晶硅；石墨、金剛石和C60-新材料誕生新技術(shù)] 自學(xué)引導(dǎo)︵學(xué)生課前必須完成︶ 一、自主學(xué)習(xí)：（請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀課本2-5頁，你一定能完成下列問題） 一、傳統(tǒng)的硅酸鹽材料 傳統(tǒng)硅酸鹽材料一般以 __ （主要成分為 ）、 （主要成分為 ）、 （主要成分為 ）和 （主要成分為 ）等原料生產(chǎn)的。這些材料一般都含 ，由于硅氧結(jié)構(gòu)的特殊性，所以硅酸鹽材料一般具有 、 、 、 、 、 、等特點(diǎn)。 1、陶瓷 ⑴瓷器是中華文明的象征。在許多拉丁語系國家中，“瓷器”和“中國”都以“ ”這同一種字母拼音表示。 ⑵我國素有“瓷都“之稱的地方在哪里？我國最為著名的陶器產(chǎn)地在什么地方？有什么之稱？ ⑶列表分析陶瓷生產(chǎn)的原料、生產(chǎn)過程、反應(yīng)條件、種類、性能。 主要原料 生產(chǎn)過程 反應(yīng)條件 種 類 性 能 2、玻璃:生產(chǎn)普通玻璃主要用料、反應(yīng)條件、玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng)和主要成分 主要用料 反應(yīng)條件 玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng) 成 分 3.水泥 ⑴水泥主要原料： ，輔助原料 ， ⑵生產(chǎn)過程：研磨成 ，高溫煅燒得 （主要成分是 ），再加石膏（主要成分是 ）研成粉末制得普通硅酸鹽水泥。 ⑶制普通硅酸鹽水泥 主要原料 主要設(shè)備 反應(yīng)條件 普通水泥的主要成分 主要性質(zhì) ⑷混凝土的主要成分是 ，大量用于 二、新型無機(jī)非金屬材料 1.新型陶瓷 ⑴陶瓷在光、電、磁、化學(xué)和生物學(xué)方面有新的 和 ，新型陶瓷在 、 、 等高新技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 ⑵碩果累累的陶瓷樹 碳化硅又稱為 ，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，可做優(yōu)質(zhì) ，可耐 的高溫，可做航天器的 。 ⑶寫出工業(yè)上制取碳化硅的反應(yīng)式 (4)氮化硅（Si3N4）的 ， 大，化學(xué)性質(zhì) ，在高溫時(shí)保持室溫時(shí)的 和 ，可用于制造 、 和 等 (5)寫出制取氮化硅（Si3N4）的反應(yīng)式① ； ② 。 (6)氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤滑性，耐磨損，抗腐蝕，抗氧化，能抵抗冷熱沖擊，可用來制造軸承、汽輪機(jī)葉片、永久性模具、機(jī)械密封環(huán)等機(jī)械構(gòu)件，還可以用來制柴油機(jī)。 2.現(xiàn)代信息基礎(chǔ)材科—單晶硅 ⑴硅是目前半導(dǎo)體工業(yè)最重要的 ，制取純度為95%～99%的硅的反應(yīng)式為 。 ⑵用純度為95%～99%的硅再生產(chǎn)高純度硅的反應(yīng)式是 ① ，② 。 3. 金剛石、石墨和C60 –新材料誕生新科技 1985年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的，它的形狀像足球，因此又叫足球烯。1991年科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了一種碳的單質(zhì)——碳納米管，它是由六邊環(huán)形的碳原子構(gòu)成的管狀分子 二、自主練習(xí)：（通過自學(xué)，相信自己能解決下列問題） 1．下列物質(zhì)中屬于純凈物的是 （ ） A.Na2CO310H2O B.水泥 C.純凈的鹽酸 D.普通玻璃 2．下列敘述正確的是 雙選 A.酸均不能與酸性氧化物反應(yīng) B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸 C.石灰抹墻、水泥砌墻過程的硬化原理相同 D.石灰窯、玻璃熔爐出來的氣體主要成分相同 3．與普通玻璃相比具有相同組成的是 A.鋼化玻璃 B.光學(xué)儀器玻璃 C.石英玻璃 D.有色玻璃 4．下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是 （ ） A.水泥 B.玻璃 C.Na2OSiO2 D.水玻璃 5．某元素位于元素周期性表的A族，它是良好的半導(dǎo)體材料，其金屬性比非金屬性強(qiáng)，所以通常認(rèn)為它是金屬，此元素可能是 A. Si B. GeC. SnD. Pb 6．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指 材料。新型無機(jī)非金屬材料的特性有 、 、 、 。 7．氮化硅的化學(xué)式為 ，它可利用SiCl4在H2環(huán)境的高溫電爐中與N2反應(yīng)制得，試寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 三、你還有哪些不會(huì)的問題，請(qǐng)?zhí)岢鰜碜尷蠋熀屯瑢W(xué)幫你解決 獨(dú)立思考 合作探究 例題1.水泥的成分主要有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz，則x＝ ，y＝ z＝ 。 分別用氧化物形式表示其組成為 、 、 。 例題2. 氮化硅(Si3N4)是一種非氧化物高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料。粉末狀的Si3N4可以由SiCl4蒸氣和NH3氣體混合物制取。粉末狀的Si3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定。但是，將粉末狀的Si3N4和適量的MgO在2301.01105Pa和185℃的密閉容器中熱處理，可以得到結(jié)構(gòu)十分緊密，對(duì)空氣和水相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料。 ⑴寫出由SiCl4和NH3制備Si3N4的化學(xué)方程式 ； ⑵分別寫出粉末狀的Si3N4和H2O及O2反應(yīng)的方程式 、 ； ⑶為什么結(jié)構(gòu)緊密的固體Si3N4不再受水和O2的侵蝕？ 。 鞏固練習(xí) 1.下列說法中錯(cuò)誤的是( ) A.生產(chǎn)普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石 B.生產(chǎn)陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英 C.某些合成橡膠可用做生產(chǎn)黏合劑的主要原料 D.生產(chǎn)水玻璃和玻璃的原料中都含有燒堿 2.將氫氧化鈉固體在坩堝內(nèi)高溫熔融,下列坩堝可以使用的是( ) A.石英坩堝 B.玻璃坩堝 C.鐵坩堝 D.氧化鋁坩堝 3.根據(jù)普通玻璃?普通水泥和普通陶瓷的生產(chǎn)過程,總結(jié)出硅酸鹽工業(yè)的一般特點(diǎn)是 ①原料一定是含硅元素的物質(zhì) ②生成物是硅酸鹽 ③反應(yīng)條件是高溫 ④發(fā)生復(fù)雜的物理?化學(xué)反應(yīng) A.①② B.①②③ C.①③④ D.①②③④ 4.制取水泥和玻璃時(shí)都需要的原料是( ) A.石灰石 B.石英 C.水 D.純堿 5.下列物質(zhì)中,具有固定熔沸點(diǎn)的是( ) A.玻璃 B.水泥 C.陶瓷 D.純堿 6.制取下列物質(zhì),無需用到二氧化硅的是( ) A.玻璃 B .水泥 C.粗硅 D.光導(dǎo)纖維 7.世界著名的科技史專家?英國劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說:“中國至少在距今3 000年以前,就已經(jīng)使用玻璃了?”下列有關(guān)玻璃的說法不正確的是( ) A.制普通玻璃的原料主要是純堿?石灰石和石英 B.玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn) C.普通玻璃的成分主要是硅酸鈉?硅酸鈣和二氧化硅 D.盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,是為了防止燒堿跟二氧化硅生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起 學(xué)習(xí)體會(huì)