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1、第4章 材料家族中的元素第1节 硅无机非金属材料第2课时硅酸盐与无机非金属材料学习目标1了解硅酸盐等无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷的基本组成、 性能、用途，简单生产原理。2了解新型无机非金属材料。学习重点掌握硅及硅酸盐的性质。学习难点了解新型无机非金属材料。学习探究一、硅酸盐与无机非金属材料1. 硅酸盐材料硅酸盐材料的特点： 生产硅酸盐材料常用的原料有 等。2. 玻璃（1）原料：。（2） 反应原理：将粉碎混合均匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的 变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应如下：主要成分：制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以普通玻璃的主要成分是 3. 水泥（1）原料：。(2 )水泥的特
2、点：水泥具有 性，与水搀和搅拌静置后，很容易凝固变硬。(3) 混凝土：指 的混合物，混凝土常用钢筋作结构，即钢筋混凝土。4陶瓷原料：5. 新型无机非金属材料材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受，强度咼氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等半导体陶瓷具有特性氧化锡陶瓷集成电路中的半导体光学材料具有特性光导纤维光缆通讯、医疗、照明等生物陶瓷具有功能氧化铝陶瓷人造骨、人造关节、接骨螺钉【思考探究】1因为存在反应：SQ2+2C = Si+2C0 f有同学认为C的还原性强于Si,你是否同意他 的观点？请说明理由。2. 酸性氧化物一定不和酸反应吗？二、硅酸盐矿物和硅酸盐产品1. 石棉是一种具有 的
3、硅酸盐。石棉有毒，能使人患肺癌。2. 有一种石棉的化学式为 Na2Fe5Si8H2O24，改写成氧化物形式的化学式为 。3. 三硅酸镁是一种胃病患者常用的止酸剂，试写出三硅酸镁(Mg2Si3O8 nH20)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学方程式： 。与其他药物相比，三硅酸镁的主要优点是。4. 生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi 30x, x的值为,以氧化物形式表示为 。【思考探究】1. 实验室保存药品的试剂瓶有的用玻璃塞有的用橡皮塞，有什么要求吗2. 盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是什么？3. 为什么可以用玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液？三、硅酸盐在自然界中的存在1. 硅酸盐是构成地壳中 的主要
4、成分，自然界中存在的各种天然 矿石，约占地壳的5%,粘土的主要成分也是 。粘土的种类很多，常见的有高岭土和一般粘土，前者含杂质较少，后者含杂质较多。2. 硅酸盐组成的表示方法硅酸盐的种类很多，结构复杂，无论是天然的还是人工制成的硅酸盐，其组成的表示方法有两种。（1） 式法：一般用于组成较简单的硅酸盐。女口：硅酸钠 ,硅酸钙 。（2） 法：常用的表示方法。学习小结用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列顺序：较活泼金属氧化物t较不活泼金属氧化物 t二氧化硅t水。如：镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO SQ2。当堂检测1. 下列说法中正确的是（）A .制造水泥和普通玻璃的原料中都含有石灰石
5、B 普通玻璃是绝缘体，这种透明的固体物质熔点很低C.石英玻璃能经受温度剧变且能抵抗强碱的腐蚀D .硅酸盐可用氧化物形式表示其组成，这表明硅酸盐是由氧化物组成的2. 祖母绿宝石的主要成分为BenAl2Si6O18，也可以用SiO?和金属氧化物的形式表示，已知Be为+ 2价，贝U n为（）A. 1B. 2C.3D.4第3页3. 下列反应能证明 H2SiO3 是一种弱酸的是 ( ) ASiO22NaOH=Na2SiO3H2OB H 2SiO3=SiO 2H 2OC. Na2SiO3+ CO2+ H2O=H2SiO3 J+ NazCOs高温D. SiO2+ CaCOs=CaSiO3+ Sf4. 下列说
6、法不正确的是 ( )A 新型无机非金属材料主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等B 新型无机非金属材料具有特殊的结构和性能C 高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点D 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐5. 下列说法正确的是 ( )A 制取水泥和玻璃的原料中均有纯碱B 普通玻璃是绝缘体，这种透明的固体物质是混合物，无固定的熔点C 普通玻璃俗称水玻璃D 硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅元素6. 有下列物品或设备：陶瓷餐具砖瓦 水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表 玛瑙手镯 硅太阳能电池 石英光导纤维 计算机芯片(1) 用到硅单质的是 。所用材料为 Si
7、O2或要用到SiO2的是。(3) 所用材料为硅酸盐的是 。参考答案学习探究一、1. 性质稳定，熔点较高，大都难溶于水 黏土、石英、长石2. (1) 纯碱(Na2CO3卜 石灰石(CaC03)和石英(SiO2)(2)物理和化学 CaCO3+SiO2= 高温=CaSiO3+CO2 f NazCOs+SiO 2=高温=Na2SiO3+CO2fCaSiO3、NazSiOs和 SiO?3. ( 1 )石灰石、黏土( 2)水硬( 3)水泥、沙子和碎石4. 黏土5. 高温 电学 光学 生物【思考探究】1. 不同意。 “还原剂的还原性强于还原产物的还原性 ”，这个理论适用于溶液中的反应。反应：SiO2+2C
8、= Si+2CO能发生，是因为产物 CO是气体，实际上硅单质的还原性强于 碳。2. 不是，二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氟酸反应。1. 压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火焰、耐酸和碱的腐蚀，且价格低廉2. Na2O3FeO Fe2O3 8SQ2 H2O3. Mg2Si3O8 nH2O+4HCl = 2MgCl 2+3SiO2+(n+2)H2O不会使胃酸酸度迅速降低，药效有一定持久性4. 8K2O Al 2O3 6SiO2【思考探究】1. 酸性试剂用玻璃塞，碱性试剂用橡皮塞。2. 碱会与玻璃中的二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐，使玻璃塞粘在试剂瓶上，不易打 开。3. 二氧化硅与氢氧化钠溶液反应后生成
9、硅酸钠，生成的硅酸盐覆盖在玻璃表面，会阻碍反 应的进行，故可用玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液。三、1. 岩石 硅酸盐 硅酸盐2. ( 1)化学式( 2)氧化物当堂检测1. 【解析】玻璃是混合物，无固定熔点， B 项错误；石英玻璃的主要成分是SiO2 ，不耐碱腐蚀，C项错误；虽然硅酸盐用氧化物形式表示，但不代表硅酸盐由氧化物组成，它仍以结 构复杂的盐的形式存在， D 项错误。【答案】 A2. 【解析】可根据各元素的化合价，Be: + 2价、Al : + 3价、Si: + 4价、0: 2价，以各元素化合价的代数和为零得方程 (+ 2) X1+ (+ 3) 2+ (+ 4) 6 + ( 2) 18= 0，解
10、得n= 3。【答案】 C3. 【解析】A项，说明Si02为酸性氧化物；B项，说明H2SQ3不稳定；C项，由 强酸制 弱酸”可知酸性：H2CO3H2SiO3,艮卩H2SQ3为弱酸。【答案】 C4. 【解析】传统无机非金属材料的主要成分是硅酸盐，新型无机非金属材料是一些具有特 殊组成、特殊结构、特殊功能的材料。【答案】 D5. 【解析】制取玻璃的原料中有纯碱，而制取水泥的原料中没有纯碱，A 项错误；普通玻璃的主要成分是 Na2SiO3、CaSi03和SiO?，是混合物，没有固定的熔点，B项正确；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项错误；制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石，石灰石中不含有硅元素， D 项错误。答案】 B6. 【解析】（1）硅电池、计算机芯片的原料是硅单质，即。（2）所用材料为SiO2的是门窗玻璃、水晶、石英钟表、玛瑙、石英光导纤维，即。瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸盐，即。SiO2或要用到（3）陶瓷、砖【答案】（1）（2）（3）第 # 页
