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1、无机非金属材料（1）主讲：黄冈中学优秀化学教师汪响林一、传统硅酸盐材料1、传统硅酸盐材料简介（1）含义：在材料家族里，有一类非常重要的材料叫做无机非金属材料。最初无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它们的制品在我们日常生活中随处可见。由于这些材料的化学组成多属硅酸盐类，所以一般称为硅酸盐材料。（2）原料：传统硅酸盐材料一般是以黏土（主要成分为）、石英（主要成分为SiO2）、钾长石（主要成分为）和钠长石（主要成分为）等为原料生产的。（3）结构和性质特点：这些原料中一般都含有硅氧四面体 结构单元。由于硅氧四面体结构的特殊性，决定了挂酸
2、盐材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。2、陶瓷（1）原料：黏土（2）设备：窑炉（3）工序：混合成型干燥烧结冷却陶瓷器（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。（5）种类：土器、瓷器、炻器等。（6）彩釉：烧制前，在陶瓷制品胚体表面涂一些含金属及其化合物的釉料，在烧结过程中因窑内空气含量的变化而发生不同的氧化还原反应，即产生表面光滑、不渗水且色彩丰富的一层彩釉。彩釉中的金属元素烧制时空气用量与彩釉颜色空气过量空气不足黄、红、褐、黑蓝、绿黄绿红紫、褐褐、黑褐黄、绿、褐蓝绿蓝、淡蓝蓝（7）特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。3、玻璃（1）原料：纯碱、
3、石灰石、石英砂（2）设备：玻璃熔炉（3）工序：原料粉碎加热熔融澄清成型缓冷玻璃（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。主要反应： （5）种类及特性：种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器、高压水银灯、紫外灯罩等光学玻璃透光性好、有折光性和色散性眼镜、照相机、显微镜和望远用透镜等玻璃纤维耐腐蚀、耐高温、不导电、隔热、防虫蛀玻璃钢、宇航服、光导、通信材料钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、高强度、抗震裂运动器材、汽车、火车用窗玻璃等有色玻璃蓝色（含）、红色（含）、紫色（含）、绿色（含）、普通玻璃的淡绿色（含二价铁）4、水泥（1）原料：黏土、石灰
4、石、辅助原料（2）设备：水泥回转窑（3）工序：原料研磨得生料生料煅烧得熟料再配以适量辅料（石膏、高炉矿渣、粉煤灰等）研磨成细粉水泥（4）原理：复杂的物理化学变化。（5）成分：硅酸三钙（）、硅酸二钙（）、铝酸三钙（）、铁铝酸钙（）等。（6）特性：水硬性（石膏的作用是调节水泥硬化速度）。5、对比小结水泥玻璃陶瓷主要设备水泥回转窑玻璃熔炉窑炉主要原料石灰石和黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理复杂的物理化学变化略复杂的物理化学变化反应条件高温高温高温生产工序磨烧磨原料熔体玻璃混合成型干燥凝结冷却陶器主要成分种类不同标号普通玻璃、特种玻璃土器、瓷器、炻器等特性水硬性无固定熔沸点，在一定温度范围内软化可制
5、成各种形状抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘体二、例题分析：1、有关普通玻璃的叙述，错误的是（）A玻璃是混合物B制玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英、粘土C玻璃不是晶体D玻璃无固定的熔点答案：B2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的主要原料是（）ANa2CO3B石灰石C石英D焦炭答案：B3、陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是（）A电器中的绝缘瓷管B实验室中的坩埚C实验室中的试管D建筑上烧制的砖瓦答案：C4、根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是（）原料中一定有含硅的物质生成物含硅酸盐反应条件是高温发生了复杂的物理、化学变化ABCD解析：生产玻璃和水泥的条件是高温，原料
6、为含硅物质，反应中都发生了复杂的物理、化学变化，产品为硅酸盐。答案：D5、已知某一硅酸盐可表示为Mga(Si4O10)(OH)b（其中a、b为正整数），试回答：（1）a与b应满足的关系是（写表达式）_；（2）a能否等于2？_（填“能”“不能”“无法确定”）（3）a=3的硅酸盐的表达式（以氧化物的形式表示）_。解析：（1）根据化合价规则，可列式为：2a44=210b简化为2a=b4（2）令a=2，则b=0，故不能。（3）当a=3时，b=2，Mga(Si4O10)(OH)b为Mg3(Si4O10)(OH)2，改写为氧化物的形式为：3MgO4SiO2H2O答案：（1）2a=b4；（2）不能；（3）3
7、MgO4SiO2H2O- 返回 -同步测试1、美国科学家分析哈勃望远镜拍摄的照片发现，月球上有丰富的绿柱石矿藏，绿柱石又称绿宝石，其主要成分为BenAl2(Si6O18)，也可以用二氧化硅和金属氧化物的形成表示，则n为（）A1B2C3D42、下面对二氧化硅的叙述中，不正确的是（）A二氧化硅是一种坚硬难溶的固体，化学性质不活泼B二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸C二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸反应D二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别3、地壳岩石中含有很多复杂的硅酸盐，像花岗石里的正长石（KAlSi3O8）在空气中长期风化，进行复杂的变化后，能生成的物质是（）A黏土、砂和无机盐
8、B高岭土、硅酸盐和氯化钾C滑石粉、刚玉和硝酸钾D石灰石、沸石和硅酸钾4、为了延长食品保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，在包装袋中应该放入的化学物质是（）A硅胶、硫酸亚铁B食盐、硫酸亚铁C生石灰、食盐D无水硫酸铜、蔗糖5、已知高岭土的组成表示为Al2Si2Ox(OH)y其中x、y的数值分别是（）A7、2B5、4C6、3D3、66、下列不属于硅酸盐材料的是（）A水泥B陶瓷C砖瓦D刚玉7、下列说法正确的是（）普通玻璃呈淡绿色是由于含Fe3；坩埚、蒸发皿都属于陶瓷制品；“唐三彩”是一种玻璃制品；高温下CaSiO3比CaCO3稳定。ABCD8、普通玻璃中含13%的Na2O、11.7%的CaO、75
9、.3%的SiO2，用氧化物的形式表示普通玻璃组成的化学式是（）ANa2O2CaO6SiO2B2Na2OCaO6SiO2CNa2OCaO6SiO2 DNa2O2CaOSiO29、在普通玻璃的原料中，要得到蓝色玻璃，应加入（）ACu2OBCo2O3CFe2O3 D胆矾10、玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是（）A烧碱 B纯碱C氢氟酸 D盐酸11、熔融烧碱应选用的器皿是（）A石英坩埚B普通玻璃坩埚C生铁坩埚D陶瓷坩埚隐藏提示1、CBe为A族元素，根据化合物化合价代数和为零的原则有：（2）n（3）2（4）6（2）18=0，n=3，故选C。2、C二氧化硅可
10、与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O。3、A依照反应前后元素种类不变，采用排除法：B选项中有氯，C选项中有氮，D选项中有钙，均不合理。4、A硅胶可作干燥剂，吸水防潮；硫酸亚铁可除去包装袋中的氧气，防止富脂食品氧化变质。5、B根据化合价规则：Al为3价，Si为4价，O为2价，OH为1价，则有：2（3）2（4）x（2）y（1）=0，化简得：2xy=14，只有B选项符合此不定方程。6、D刚玉的成分是Al2O3。7、D普通玻璃呈淡绿色是由于含Fe2；“唐三彩”是一种陶瓷工艺品；由CaCO3SiO2CaSiO3CO2可知，高温下CaSiO3比CaCO3稳定，可见正确，选D。8、C玻璃中n（Na
11、2O）n（CaO）n（SiO2）=。）9、B加入Co2O3得蓝色玻璃，俗称“钴玻璃”；而加入Cu2O得红色玻璃。10、C氢氟酸能和SiO2反应：SiO24HF=SiF42H2O，利用这个反应可以进行玻璃雕花等；烧碱虽然也能和SiO2反应：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，但该反应速率较慢，不适宜于进行玻璃雕刻；故选C。11、C提示：石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，高温下，烧碱可与SiO2反应：SiO22NaOHNa2SiO3H2O.而铁在高温下也不与NaOH反应。12、下图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子个数之比为_。原硅酸根离子的结构可表示为二聚硅
12、酸根离子中，只有硅氧键，它的结构可表示为_。隐藏答案答案：12；提示：从石英晶体的平面示意图可以看出：每个网眼由4个Si原子和4个O原子围成，但每个Si原子为4个网眼共有，而每个O原子由2个网眼共有，故：。二聚硅酸为2分子原硅酸（H4SiO4）脱去1分子H2O形成：，则二聚硅酸根的结构式应为：。13、如图所示，已知单质E可作半导体材料；化合物F是不能生成盐的氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。据此回答：（1）化合物F是_；（2）化合物I是_；（3）反应的化学方程式是_。隐藏答案答案：（1）CO（2）HF（3）2F22H2O4HFO2提示：从半导体材料入手进行分析，E可能是硅元素；化合物F为不成盐氧化物，常见不成盐氧化物为CO和NO，结合框图中转化关系可推知E和F分别为Si和CO，则A为SiO2，B为C，反应的化学方程式为：SiO22CSi2CO。化合物A是SiO2，它除了与HF反应外不与任何酸起反应，由此可判断化合物I是HF，由“氧化物C单质DHF单质H”可推知反应为：2F22H2O4HFO2。由此可推断出全部物质，反应为：2H2O22H2O；反应为：CH2O（g）COH2。本题要求在全面掌握元素及其化合物性质的基础上，善于抓住硅单质的特殊性质为突破口和切入点，其他将迎刃而解。高考解析例1、（重庆
