第3讲 无机非金属材料-【创新讲义】2022-2023高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

第3讲 无机非金属材料 1. 通过阅读和讨论，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。 2. 通过学习，了解晶体硅、二氧化硅、新型陶瓷、纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域发挥的重要作用，激发学生的学习兴趣。 3. 结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高学生努力学习化学、投身国家建设的社会责任感。 本节内容主要包括传统硅酸盐材料和新型无机非金属材料，首先从物质的组成和结构入手，介绍无极非金属材料的性能特点。从材料组成的角度，对生活中常见的无机非金属材料进行分类，介绍陶瓷、玻璃和水泥等传统硅酸盐材料日常生活中的应用，最后介绍新型无机非金属材料。重点掌握玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途，普通玻璃的主要成分。 内容较多，由老师在课上结合 “情景导入”文档中的内容为学生介绍即可。 知识点一：硅酸盐材料 一、硅酸盐及其结构 （一）硅酸盐的概念 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存在。 （二）硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合 个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。 （三）硅酸盐的特性 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、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 二、常见的硅酸盐材料 陶瓷 普通玻璃 水泥 原料 黏土 纯碱(Na2CO3)、石灰石 (CaCO3)、石英砂(SiO2) 主要原料：石灰石、黏土 辅助原料：适量的石膏 设备 — 玻璃窑 水泥回转窑 主要成分 成分复杂 硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2) 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3) 特点 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点，某一温度范围内软化可加工成制品 具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维 大量用于建筑和水利工程 例1．下列关于硅酸盐材料的说法错误的是(　　) A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷 B.普通玻璃的主要成分是二氧化硅 C.陶瓷的主要原料是黏土 D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料 例2．某博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法不正确的是(　　) A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B.高岭土为含水的铝硅酸盐 C.n＝3 D.我国在新石器时代已能烧制陶器 例3．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。 请填空： (1)组成A单质的元素的最高化合价为________。 (2)B的化学式为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_________________。 (3)C的化学式为________，D的化学式为________。 练习1.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是(　　) A.这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀 B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料 C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质 练习2.20世纪80年代后，人们发现和证实碳的另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子组成的分子，其中C60(足球烯，分子中含有30个双键)最具代表性。上图所示为n个C60 连接而成的物质X。下列有关说法不正确的是(　　) A．X难溶于水 B．X的熔点比金刚石高 C．X是碳的一种同素异形体 D．X的相对分子质量为720n 练习3.(1)想一想，为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中 选出一个与它们同类的物质________(填字母，下同)。 A.光导纤维　　　　 B.有机陶瓷 C.人造纤维　　 D.砖瓦 (2)下列物质中，属于新型无机非金属材料的是_____。 A.钢化玻璃　　 B.碳化硼陶瓷 C.光导纤维　　 D.硼酸盐玻璃 硅酸盐的丰富性和多样性 由于铝与硅在元素周期表中位置相邻、粒子大小相近，＋3价的铝常或多或少地置换硅酸盐中＋4价的硅而形成铝硅酸盐。