第五章 第三节 无机非金属材料-（教师WORD）2021-2022学年高中化学【精讲精练】人教必修第二册 新课标辅导

第三节　无机非金属材料 学习目标 核心素养 1．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。 2．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。 3．掌握SiO2的结构、性质和用途及高纯硅的制备与应用。 4．了解新型无机非金属材料的应用。 1．宏观辨识与微观探析 从物质的分类、结构等角度认识无机非金属材料的多样性，从而激发学生的求知欲。 2．科学态度与社会责任 从物质的组成和结构出发，认识新型无机非金属材料的性质与应用，养成学生勇于探索、严谨求实的科学态度。 知识点一　硅酸盐材料 1．无机非金属材料 (1)组成元素：含__硅、氧__元素。 (2)性能：一般具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 (3)应用：广泛应用于航空、航天、信息和新能源等领域。 2．传统无机非金属材料(多为硅酸盐材料) (1)硅酸盐的结构与性能 ①硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧__四面体__，如下图所示。 ②硅酸盐材料的性质：多数具有硬度__高__、__难__溶于水耐__高温__、耐__腐蚀__等特点。 (2)三种传统无机非金属材料 硅酸盐产品 原料 主要设备或 生产条件 应用 陶瓷 　黏土　(主要成分为含水的__铝硅酸盐__) 高温烧结 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 玻璃(主要成分为__Na2SiO3__、__CaSiO3__和__SiO2__) __纯碱__、__石灰石__和__石英砂__(主要成分是SiO2) 在__玻璃窑__中熔融，发生复杂的__物理__和__化学__变化而制得 用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 水泥 __黏土__、__石灰石__、石膏(调节水泥的__硬化速率__) 在__水泥回转窑__中煅烧 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到__混凝土__，大量用于建筑和水利工程 (3)特种玻璃 在玻璃中加入的元素或物质 玻璃特性 用途 含铅原料 光学玻璃：__透光性__好，折射率__高__ 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜 硼酸盐 耐__化学腐蚀__、耐温度__急剧变化__ 制造可用于实验室使用的玻璃仪器 金属氧化 物或盐 彩色玻璃 用于__建筑和装饰__ 3．最简单的硅酸盐——Na2SiO3 [对点练习] 1．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于(　　) A．氧化铝　　　　　　 B．二氧化硅 C．硅酸盐 D．合金 解析　唐三彩、秦兵马俑制品由黏土经高温灼烧而成，属于硅酸盐产品。 答案　C 2．(2021·临颍县南街高级中学高一期末)手工制陶工艺中，下列工序是在窑炉里完成的是(　　) A．烧结 B．混合 C．成型 D．干燥 解析　手工制作陶瓷一般经过：配料、制模、成型、干燥、施釉、装烧等，用到的原料为石英、长石、高岭土，制成的模子在窑炉里经过烧制得到陶瓷，在窑炉里完成的工序是烧结。 答案　A [思考探究] 1．生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂(主要成分为SiO2)，而玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，那么在生产过程中发生了怎样的反应？试写出反应的化学方程式。 提示　SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑、SiO2＋NaCO3Na2SiO3＋CO2↑。 2．实验室里如何保存硅酸钠溶液？如果敞口放置一段时间，溶液会出现什么现象？提示　硅酸钠溶液和空气中的CO2反应生成硅酸，所以保存时应隔绝空气，而且硅酸钠具有黏性，不能用玻璃塞，所以保存方法是密封存放，使用橡胶塞。 现象是产生白色胶状沉淀，反应方程式为：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 [归纳提升] 　碱性溶液能用玻璃瓶，但不能用玻璃塞；以防瓶塞与瓶口粘在一块，如NaOH溶液，Na2CO3溶液，Na2SiO3溶液等。 [题组集训] 1．陶瓷被公认为是中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造。下列说法正确的是(　　) A．陶瓷由黏土和石英砂烧制而成 B．陶皿可用于盛放盐酸，但不能用于盛放氢氟酸 C．钢化玻璃是一种陶瓷材料 D．陶瓷坩埚可用于煅烧石灰石制备生石灰 解析　陶瓷由黏土经高温烧结而成，其主要成分是硅酸盐，不需要石英砂，A错误；陶皿中成分二氧化硅不与盐酸反应，但二氧化硅能与氢氟酸反应，不能用于盛放氢氟酸，B正确；钢化玻璃和普通玻璃的组成基本相同，属于玻璃，不是陶瓷材料，C错误；陶瓷坩埚中的成分中含有二氧化硅，碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，所以陶瓷坩埚不能用于煅烧石灰石制备生石灰，D错误。 答案　B 2．下列试剂需要盛放在带橡胶塞的试剂瓶中的是(　　) A．Ba(NO3)2溶液　　　　　 　 B．食盐水 C．氯化铝溶液 D．硅酸钠溶液 解析　食盐