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第二單元 功能各異的無機(jī)非金屬材料,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),,,,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),,,,,,交流1 為什么堿性試劑如NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用帶玻璃塞的試劑瓶存放?,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),,,,,,,3.硅酸鹽水泥 制備水泥的原料為石灰石、黏土,在水泥回轉(zhuǎn)窯中高溫煅燒后粉碎研磨而成,水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3,水泥具有水硬性。鋼筋混凝土是以水泥和沙、碎石、水混合而制成。,交流2 水泥在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中應(yīng)注意什么? 答案:由于水泥具有很強(qiáng)的吸水能力,能吸收空氣中的水分和二氧化碳并與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中要注意防水、防潮。,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),,,,,,,二、光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料 1.光導(dǎo)纖維傳輸優(yōu)點(diǎn) 光導(dǎo)纖維傳輸信息比利用金屬導(dǎo)體傳輸有容量大、傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn),而且節(jié)約了大量的有色金屬。 2.新型陶瓷材料 (1)分類:新型陶瓷分成兩大類,即結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。 (2)結(jié)構(gòu)陶瓷具有機(jī)械功能、熱功能和部分化學(xué)功能。 (3)功能陶瓷具有電、光、磁、化學(xué)和生物特性,具有相互交換功能。,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),,,,,,,交流3 什么是硅酸鹽工業(yè)?傳統(tǒng)的硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品有哪些? 答案:硅酸鹽工業(yè):以含硅物質(zhì)為原料,經(jīng)過加熱制成的硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè),叫做硅酸鹽工業(yè)。 傳統(tǒng)的硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品有:水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、耐火材料等。,,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,解析Al2O3和SiO2可以與Na2CO3反應(yīng),生成NaAlO2和Na3SiO3,這兩種物質(zhì)均可溶于水,加足量鹽酸后生成H2SiO3沉淀和AlCl3溶液。,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,與陶器比起來,瓷器的表面很光滑、明亮,因此看起來也更漂亮。你知道這是什么原因嗎?,答案:陶器和瓷器從化學(xué)組成上來看差別并不大,它們分類依據(jù)主要是從原料、燒制溫度、工藝、產(chǎn)品外觀上存在的差別。,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,陶器與瓷器相比,瓷器制造時(shí)所用的原料含雜質(zhì)少,燒制時(shí)使用的溫度更高,具有胚體細(xì)膩、強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn),制造工序更復(fù)雜。通過瓷器和陶器的比較,可以看出瓷器比陶器更好。,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),(3)我們看到的普通玻璃,一般都呈淡綠色,這是因?yàn)樵现谢煊蠪e2+的原因。在制玻璃的原料中,再加入下列物質(zhì)后,可制得各種不同用途的玻璃。 A.氧化亞銅(Cu2O) B.氧化鈷(Co2O3) C.氧化鉛(PbO) D.硼砂(Na2B4O7·10H2O) ①制造化學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是 。 ②制造光學(xué)儀器的玻璃需加入的物質(zhì)是 。 ③制造藍(lán)色玻璃需加入的物質(zhì)是 。 ④制造紅色玻璃需加入的物質(zhì)是 。,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),答案:(1)石英砂 純堿 石灰石 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 (2)B (3)①D ②C ③B ④A,一,二,三,解析Na2O、CaO、SiO2的質(zhì)量比為31∶28∶180,則其物質(zhì)的量之比為1∶1∶6,用硼酸鹽玻璃制造化學(xué)儀器,用鉛玻璃制造光學(xué)儀器,藍(lán)色玻璃含Co2O3,紅色玻璃含Cu2O。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),在警匪片中,我們經(jīng)常看到這樣的場(chǎng)面,有一種玻璃,子彈打不透,我們稱它為“防彈玻璃”,你知道防彈玻璃是用什么制作的嗎?它為什么可以防彈? 答案:防彈玻璃實(shí)際上是夾層玻璃的一種,它是由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片PVB膠片科學(xué)地組合而成,為了增強(qiáng)玻璃的防彈防盜性能,玻璃的厚度和PVB的厚度均增加了。由于玻璃和PVB膠片黏合得非常牢固,幾乎成為一個(gè)整體,且因玻璃具有較高的硬度而PVB膠片具有良好的韌性,當(dāng)子彈接觸到玻璃后,它們的沖擊能量被削弱到很低的程度乃至為零,所以不能穿透。同樣,金屬的撞擊也只能將玻璃擊碎而不能穿透,因此起到防彈效果。,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),2.常見玻璃的特性及用途,一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,二,三,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng),除氫氟酸外,它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式: 。 (4)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。,解析根據(jù)題目給出的信息“氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定”知道氮化硅的性質(zhì),它的性質(zhì)決定它的用途,可以用來制作耐高溫、耐腐蝕、耐磨的部件。根據(jù)N和Si的原子結(jié)構(gòu)及其元素周期律的知識(shí),可判斷氮元素非金屬性比硅的強(qiáng),故N顯負(fù)價(jià)(-3價(jià)),Si顯正價(jià)(+4價(jià)),由此可寫出氮化硅的化學(xué)式Si3N4。,一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),新型陶瓷材料是不是陶瓷?,答案:新型陶瓷材料從化學(xué)組成上來看已經(jīng)不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷材料了,只是它們多數(shù)也具有一般硅酸鹽材料的耐高溫、強(qiáng)度高、耐腐蝕的特性,并且從外觀上與傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷一樣不具有金屬光澤,都屬于脆性材料,容易碎裂等。廣義上陶瓷是用陶瓷生產(chǎn)方法制造的無機(jī)非金屬固體材料和制品的通稱,所以新型陶瓷材料按照陶瓷的廣義定義來看仍然屬于陶瓷材料。,一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),一,三,二,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,1. 下列生活中的物品不屬于陶器的是( ) A.空心磚 B.青磚 C.瓦盆 D.砂鍋 解析現(xiàn)代使用的空心磚一般是水泥和少量砂石及其他填料制成的,不經(jīng)過燒結(jié)過程,不屬于陶器。 答案:A,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,2.下列對(duì)陶器和瓷器的比較中正確的是( ) A.瓷器燒制時(shí)使用的溫度不如陶器燒制時(shí)使用的溫度高 B.陶器使用的黏土中含有的雜質(zhì)比瓷器使用的原料中含有的雜質(zhì)少 C.瓷器和陶器相比,具有坯體細(xì)膩、強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密、吸水率低的優(yōu)點(diǎn) D.一般說來,瓷器比陶器的制造工序簡單,解析:瓷器和陶器相比,制造時(shí)所用的原料含雜質(zhì)少,燒制時(shí)使用的溫度更高,具有坯體細(xì)膩、強(qiáng)度較高、結(jié)構(gòu)致密、吸水率低的優(yōu)點(diǎn),制造工序更復(fù)雜。 答案:C,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,3.與普通玻璃成分相同的物質(zhì)是( ) A.石英玻璃 B.水玻璃 C.鋼化玻璃 D.光學(xué)玻璃 解析:石英玻璃是二氧化硅,水玻璃是硅酸鈉的水溶液,光學(xué)玻璃是普通玻璃中加入了其他物質(zhì)。 答案:C,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,4.精細(xì)陶瓷(又稱為特種陶瓷)在現(xiàn)代科技中應(yīng)用前景很廣。以SiO2加少量PdCl2研磨成極細(xì)的顆粒,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成多孔燒結(jié)體,具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。它具有相當(dāng)大的比表面積,將它和電子元件及儀表組成“電子鼻”,也被稱為“人工神鼻”。冰箱泄漏的氟利昂濃度只有十萬分之一也能“嗅”出。關(guān)于“電子鼻”的下列敘述中錯(cuò)誤的是( ) A.“電子鼻”大大突破了人的嗅覺 B.“電子鼻”吸附氣體的能力極強(qiáng) C.“電子鼻”可廣泛應(yīng)用于易燃、易爆、有毒氣體的自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警 D.“電子鼻”易溶于水,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,6,解析:“電子鼻”能夠“嗅”到人嗅不到的物質(zhì),所以大大地突破了人的嗅覺極限;它的原理是其表面積極大,容易吸附氣體,這樣才能檢測(cè)氣體;由于它能夠吸附氣體,所以它應(yīng)能夠檢測(cè)到易燃、易爆、有毒氣體。從“電子鼻”所用的原料來看,燒結(jié)后的陶瓷應(yīng)屬于硅酸鹽材料,所以應(yīng)難溶于水。 答案:D,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,,,6,5.有三種透明、不溶于水的堅(jiān)硬固體,A固體在氧氣中完全燃燒只得到一種無色氣體,此氣體能使澄清石灰水變渾濁,標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得此氣體密度為氧氣密度的1.375倍。B固體可溶于熱的氫氧化鈉溶液,再往該溶液中加入過量酸時(shí),析出白色膠狀沉淀,此沉淀干燥后,為不溶于水的白色粉末,它是一種比碳酸還弱的酸,將B與石灰石、純堿按比例混合加熱后得到C,C在高溫時(shí)軟化,無固定熔點(diǎn)。 (1)A為 ,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)B為 ,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (3)C為 ,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,,,6,解析:制取玻璃的原料為碳酸鈉、碳酸鈣和二氧化硅。普通玻璃的組成為Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2,用氧化物形式表示為Na2O·CaO·6SiO2。玻璃不屬于晶體,在加熱時(shí)可熔化,熔點(diǎn)較低,但無固定的熔點(diǎn)。 從A的燃燒產(chǎn)物入手,該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為32×1.375=44。該氣體無色而且能使澄清石灰水變渾濁,可以確定該氣體為二氧化碳,因?yàn)锳為透明不溶于水、堅(jiān)硬的固體,由此推斷A為金剛石。 B同樣為透明不溶于水的堅(jiān)硬固體,但可溶于熱的氫氧化鈉溶液,所得溶液中加入過量酸時(shí)可析出白色固體,最終得到一種比碳酸還弱的酸,B固體為石英。 C物質(zhì)由石灰石、純堿和B物質(zhì)(石英)混合加熱反應(yīng)而制得,在高溫時(shí)軟化,無固定熔點(diǎn),這是玻璃的性質(zhì)特點(diǎn),故C為玻璃。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,,,6,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,6,,,5,6.未來的交通工具將采用新一代無機(jī)非金屬材料制成的無水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。 這類材料中研究得較多的是化合物G。 (1)化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量 為140,G中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,另有元素Y。G可以由 化合物E(含兩種元素)與NH3反應(yīng)而生成,同時(shí)產(chǎn)生HCl氣體。請(qǐng)推斷: ①化合物G的化學(xué)式為 ,②1 mol NH3和0.75 mol E 恰好完全反應(yīng)生成G和HCl,則化合物E的分子式為 。,(2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水作用,所得產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物,它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。與氧反應(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì),與水反應(yīng)生成另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請(qǐng)寫出化合物G與水反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,6,,,5,(3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)材料,現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成一種高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料,它的商品名叫“賽倫”,化學(xué)通式可表達(dá)為Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 ℃時(shí)x的極限值約為4.0,在1 400 ℃時(shí)x為2.0,以保持整個(gè)化合物呈電中性。試問:“賽倫”中Y元素的化合價(jià)為 。,問題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,6,,,5,