4.1.2硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料 學(xué)案2

1、.第4章 材料家族中的元素第1節(jié) 硅 無(wú)機(jī)非金屬材料第2課時(shí) 硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)習(xí)目的1.理解硅酸鹽等無(wú)機(jī)非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷的根本組成、性能、用處，簡(jiǎn)單消費(fèi)原理。 2.理解新型無(wú)機(jī)非金屬材料。學(xué)習(xí)重點(diǎn)掌握硅及硅酸鹽的性質(zhì)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)理解新型無(wú)機(jī)非金屬材料。學(xué)習(xí)探究一、硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料1. 硅酸鹽材料硅酸鹽材料的特點(diǎn)： ；消費(fèi)硅酸鹽材料常用的原料有 等。2. 玻璃1原料: 。2反響原理:將粉碎混合均勻的原料加強(qiáng)熱使之熔化，發(fā)生復(fù)雜的 變化，冷卻即成玻璃。其中主要化學(xué)反響如下：主要成分：制造玻璃的原料中，石英是過(guò)量的，所以普通玻璃的主要成分是 。3. 水泥1原料： 。2水泥的特點(diǎn)

2、：水泥具有 性，與水?dāng)v和攪拌靜置后，很容易凝固變硬。3混凝土：指 的混合物，混凝土常用鋼筋作構(gòu)造，即鋼筋混凝土。4. 陶瓷原料： 。5. 新型無(wú)機(jī)非金屬材料材料類別主要特性例如用處高溫構(gòu)造陶瓷能承受 ，強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有 特性氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學(xué)材料具有 特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有 功能氧化鋁陶瓷人造骨、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘【考慮探究】1. 因?yàn)榇嬖诜错懀篠iO2+2C = Si+2CO，有同學(xué)認(rèn)為C的復(fù)原性強(qiáng)于Si，你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)說(shuō)明理由。2. 酸性氧化物一定不和酸反響嗎?二、硅酸鹽礦物和硅酸鹽產(chǎn)品1. 石棉是一

3、種具有 的硅酸鹽。石棉有毒，能使人患肺癌。2. 有一種石棉的化學(xué)式為Na2Fe5Si8H2O24，改寫(xiě)成氧化物形式的化學(xué)式為 。3. 三硅酸鎂是一種胃病患者常用的止酸劑，試寫(xiě)出三硅酸鎂Mg2Si3O8nH2O中和胃酸主要成分為鹽酸的化學(xué)方程式：。與其他藥物相比，三硅酸鎂的主要優(yōu)點(diǎn)是。4. 消費(fèi)玻璃的原料之一是正長(zhǎng)石KAlSi3Ox，x的值為，以氧化物形式表示為 ?！究紤]探究】1. 實(shí)驗(yàn)室保存藥品的試劑瓶有的用玻璃塞有的用橡皮塞，有什么要求嗎?2. 盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞，原因是什么?3. 為什么可以用玻璃瓶盛放氫氧化鈉溶液?三、硅酸鹽在自然界中的存在1. 硅酸鹽是構(gòu)成地殼中 的主要成分，

4、自然界中存在的各種天然 礦石，約占地殼的5，粘土的主要成分也是 。粘土的種類很多，常見(jiàn)的有高嶺土和一般粘土，前者含雜質(zhì)較少，后者含雜質(zhì)較多。2. 硅酸鹽組成的表示方法硅酸鹽的種類很多，構(gòu)造復(fù)雜，無(wú)論是天然的還是人工制成的硅酸鹽，其組成的表示方法有兩種。1 式法： 一般用于組成較簡(jiǎn)單的硅酸鹽。如：硅酸鈉 ，硅酸鈣 。2 法：常用的表示方法。學(xué)習(xí)小結(jié)用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時(shí)，各氧化物的排列順序：較活潑金屬氧化物 較不活潑金屬氧化物二氧化硅水。如：鎂橄欖石Mg2SiO4 2MgOSiO2。當(dāng)堂檢測(cè)1. 以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A制造水泥和普通玻璃的原料中都含有石灰石B普通玻璃是絕緣體，這種透明

5、的固體物質(zhì)熔點(diǎn)很低C石英玻璃能經(jīng)受溫度劇變且能抵抗強(qiáng)堿的腐蝕D硅酸鹽可用氧化物形式表示其組成，這說(shuō)明硅酸鹽是由氧化物組成的2. 祖母綠寶石的主要成分為BenAl2Si6O18，也可以用SiO2和金屬氧化物的形式表示，Be為2價(jià)，那么n為A1 B. 2 C 3 D 43. 以下反響能證明H2SiO3是一種弱酸的是ASiO22NaOH=Na2SiO3H2OBH2SiO3SiO2H2OCNa2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3DSiO2CaCO3CaSiO3CO24. 以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是A新型無(wú)機(jī)非金屬材料主要包括高溫構(gòu)造陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等B新型無(wú)機(jī)非金屬材料具有特殊的構(gòu)造和

6、性能C高溫構(gòu)造材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)D傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽5. 以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A制取水泥和玻璃的原料中均有純堿B普通玻璃是絕緣體，這種透明的固體物質(zhì)是混合物，無(wú)固定的熔點(diǎn)C普通玻璃俗稱水玻璃D硅酸鹽工業(yè)使用的每一種原料都含有硅元素 6. 有以下物品或設(shè)備：陶瓷餐具磚瓦水泥路橋 門(mén)窗玻璃 水晶鏡片石英鐘表 瑪瑙手鐲 硅太陽(yáng)能電池 石英光導(dǎo)纖維 計(jì)算機(jī)芯片1用到硅單質(zhì)的是_。2所用材料為SiO2或要用到SiO2的是_。3所用材料為硅酸鹽的是_。參考答案學(xué)習(xí)探究一、1. 性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，大都難溶于水 黏土、石英、長(zhǎng)石2. 1

7、純堿Na2CO3、石灰石CaCO3和石英SiO2 2物理和化學(xué) CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaSiO3、Na2SiO3和SiO23.1石灰石、黏土 2水硬 3水泥、沙子和碎石4. 黏土5. 高溫電學(xué)光學(xué)生物【考慮探究】1. 不同意。“復(fù)原劑的復(fù)原性強(qiáng)于復(fù)原產(chǎn)物的復(fù)原性，這個(gè)理論適用于溶液中的反響。反響：SiO2+2C = Si+2CO能發(fā)生，是因?yàn)楫a(chǎn)物CO是氣體，實(shí)際上硅單質(zhì)的復(fù)原性強(qiáng)于碳。2. 不是，二氧化硅是酸性氧化物，能與氫氟酸反響。二、1. 壓伸強(qiáng)度大、柔韌性強(qiáng)、耐熱、耐火焰、耐酸和堿的腐蝕，且價(jià)格低廉2. Na2O3FeO

8、Fe2O38SiO2H2O3. Mg2Si3O8nH2O+4HCl = 2MgCl2+3SiO2+n+2H2O 不會(huì)使胃酸酸度迅速降低，藥效有一定持久性4. 8 K2OAl2O36SiO2【考慮探究】1. 酸性試劑用玻璃塞，堿性試劑用橡皮塞。2. 堿會(huì)與玻璃中的二氧化硅反響生成具有黏性的硅酸鹽，使玻璃塞粘在試劑瓶上，不易翻開(kāi)。3. 二氧化硅與氫氧化鈉溶液反響后生成硅酸鈉，生成的硅酸鹽覆蓋在玻璃外表，會(huì)阻礙反響的進(jìn)展，故可用玻璃瓶盛放氫氧化鈉溶液。三、1. 巖石 硅酸鹽 硅酸鹽2. 1化學(xué)式2氧化物當(dāng)堂檢測(cè)1. 【解析】玻璃是混合物，無(wú)固定熔點(diǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；石英玻璃的主要成分是SiO2，不耐堿腐蝕

9、，C項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然硅酸鹽用氧化物形式表示，但不代表硅酸鹽由氧化物組成，它仍以構(gòu)造復(fù)雜的鹽的形式存在，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼2. 【解析】可根據(jù)各元素的化合價(jià)，Be：2價(jià)、Al：3價(jià)、Si：4價(jià)、O：2價(jià)，以各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零得方程2n32462180，解得n3。【答案】C3. 【解析】A項(xiàng)，說(shuō)明SiO2為酸性氧化物；B項(xiàng)，說(shuō)明H2SiO3不穩(wěn)定；C項(xiàng)，由“強(qiáng)酸制弱酸可知酸性：H2CO3H2SiO3，即H2SiO3為弱酸。【答案】C4. 【解析】傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的主要成分是硅酸鹽，新型無(wú)機(jī)非金屬材料是一些具有特殊組成、特殊構(gòu)造、特殊功能的材料?！敬鸢浮緿5. 【解析】制取玻璃的原料中有純堿，而制取水泥的原料中沒(méi)有純堿，A項(xiàng)錯(cuò)誤；普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，是混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，B項(xiàng)正確；普通玻璃和水玻璃的成分不同，水玻璃不是普通玻璃的俗名