4.1.2硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料 學(xué)案2

第4章 材料家族中的元素第1節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料第2課時 硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解硅酸鹽等無機(jī)非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷的基本組成、性能、用途，簡單生產(chǎn)原理。 2.了解新型無機(jī)非金屬材料。學(xué)習(xí)重點掌握硅及硅酸鹽的性質(zhì)。學(xué)習(xí)難點了解新型無機(jī)非金屬材料。學(xué)習(xí)探究一、硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料1. 硅酸鹽材料硅酸鹽材料的特點： ；生產(chǎn)硅酸鹽材料常用的原料有 等。2. 玻璃（1）原料: 。（2）反應(yīng)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)反應(yīng)如下：主要成分：制造玻璃的原料中，石英是過量的，所以普通玻璃的主要成分是 。3. 水泥（1）原料： 。（2）水泥的特點：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，混凝土常用鋼筋作結(jié)構(gòu)，即鋼筋混凝土。4. 陶瓷原料： 。5. 新型無機(jī)非金屬材料材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)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【思考探究】1. 因為存在反應(yīng)：SiO2+2C = Si+2CO，有同學(xué)認(rèn)為C的還原性強(qiáng)于Si，你是否同意他的觀點?請說明理由。2. 酸性氧化物一定不和酸反應(yīng)嗎?二、硅酸鹽礦物和硅酸鹽產(chǎn)品1. 石棉是一種具有 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)點是。4. 生產(chǎn)玻璃的原料之一是正長石KAlSi3Ox，x的值為，以氧化物形式表示為 ?！舅伎继骄俊?. 實驗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，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，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無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，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1. 下列說法中正確的是()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，這種透明的固體物質(zhì)熔點很低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，這表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，已知Be為2價，則n為()A1 B. 2 C 3 D 43. 下列反應(yīng)能證明H2SiO3是一種弱酸的是()ASiO22NaOH=Na2SiO3H2OBH2SiO3SiO2H2OCNa2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3DSiO2CaCO3CaSiO3CO24. 下列說法不正確的是()A新型無機(jī)非金屬材料主要包括高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等B新型無機(jī)非金屬材料具有特殊的結(jié)構(gòu)和性能C高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損等優(yōu)點D傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽5. 下列說法正確的是()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，無固定的熔點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. 有下列物品或設(shè)備：陶瓷餐具磚瓦水泥路橋 門窗玻璃 水晶鏡片石英鐘表 瑪瑙手鐲 硅太陽能電池 石英光導(dǎo)纖維 計算機(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，熔點較高，大都難溶于水 黏土、石英、長石2. （1） 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【思考探究】1. 不同意?！斑€原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性”，這個理論適用于溶液中的反應(yīng)。反應(yīng)：SiO2+2C = Si+2CO能發(fā)生，是因為產(chǎn)物CO是氣體，實際上硅單質(zhì)的還原性強(qiáng)于碳。2. 不是，二氧化硅是酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)。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，且價格低廉2. Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O3. Mg2Si3O8nH2O+4HCl = 2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O 不會使胃酸酸度迅速降低，藥效有一定持久性4. 8 K2OAl2O36SiO2【思考探究】1. 酸性試劑用玻璃塞，堿性試劑用橡皮塞。2. 堿會與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)生成具有黏性的硅酸鹽，使玻璃塞粘在試劑瓶上，不易打開。3. 二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后生成硅酸鈉，生成的硅酸鹽覆蓋在玻璃表面，會阻礙反應(yīng)的進(jìn)行，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1. 【解析】玻璃是混合物，無固定熔點，B項錯誤；石英玻璃的主要成分是SiO2，不耐堿腐蝕，C項錯誤；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，它仍以結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存在，D項錯誤?！敬鸢浮緼2. 【解析】可根據(jù)各元素的化合價，Be：2價、Al：3價、Si：4價、O：2價，以各元素化合價的代數(shù)和為零得方程(2)n(3)2(4)6(2)180，解得n3?！敬鸢浮緾3. 【解析】A項，說明SiO2為酸性氧化物；B項，說明H2SiO3不穩(wěn)定；C項，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)無機(jī)非金屬材料的主要成分是硅酸鹽，新型無機(jī)非金屬材料是一些具有特殊組成、特殊結(jié)構(gòu)、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有純堿，A項錯誤；普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，是混合物，沒有固定的熔點，B項正確；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，C項錯誤；制取水泥和玻