内容正文:
第3节 无机非金属材料
知识点1、硅酸盐材料
传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料,在日程生活中随处可见,如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。
1.硅酸盐的结构
在硅酸盐中,Si和O构成了_________,Si在中心,O在 ________的4个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的_______相互连接。每个O为两个四面体所共有,与________个Si相互结合。硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
2.陶瓷
陶瓷是以______(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料,经高温烧结而成的。我国具有悠久的陶瓷制历史,在新石器时代,我们的祖先已能烧制陶器,至唐宋时期,我国的陶瓷制品已经享誉海内外。目前,陶瓷人在人类的生活和生产中扮演着重要的角色,得到了广泛的应用,如用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
瓷碗 景德镇瓷器 陶瓷绝缘子
3.玻璃
普通玻璃的主要成分为_________________,他是以纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是_________)为原料,经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融,发生复杂的物理和化学变化而制得的。玻璃可用于生产建筑材料,光学仪器和各种器皿,还可以制造玻璃纤维用于高强度复合材料等。
玻璃器皿 玻璃三棱镜 玻璃幕墙
4.水泥
普通硅酸盐水泥的生产是以______和_________为主要原料,二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧,发生复杂的物理和化学变化,加入适量的石膏,调节水泥硬化速率,在磨成细粉质就可就能得到普通水泥。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。
长江三峡大坝使用了大量水泥
【归纳总结】硅酸盐材料
产品
原料
主要设备
主要成分
用途
陶瓷
黏土 (主要成分为含水的铝硅酸盐)
——
硅酸盐
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃
(普通)
纯碱、石灰石、石英砂
玻璃窑
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等
水泥
石灰石、黏土、适量石膏
水泥
回转窑
硅酸盐
建筑和水利工程
注意:由原料和玻璃的成分及反应条件“熔融”,可知反应的化学方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑。
【跟踪训练】1.(2022秋·吉林白城·高一校考阶段练习)“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是
A.玻璃的主要成分为Na2CO3、CaCO3和SiO2
B.生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土
C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
2.(2022秋·吉林白城·高一校考阶段练习)下列说法不正确的是
A.陶瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成
B.普通玻璃以火碱、石灰和石英砂为原料,发生复杂的物理和化学变化制得
C.普通硅酸盐水泥以黏土和石灰石为主要原料
D.向水泥中加入适量的石膏可以调节水泥硬化速率
3.昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( )
A.CaO·MgO·SiO2·H2O
B.2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
C.2CaO·MgO·SiO2·2H2O
D.5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
4.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是( )
A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
5.(2022秋·浙江宁波·高一校考期中)硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐占地壳质量的90%以上。
(1)保存NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃磨口塞,用离子方程式表示其原因___________,工艺师常用___________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)绿柱石(绿宝石矿藏的主要化学成分为BenAl2Si6O18,可用氧化物形式表示为nBeO•Al2O3•6SiO2,其n值为___________。
(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na2SiO3可用作___________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得,高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________(填字母)。
A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.铁坩埚
知识点2、新型无