高一化学第二节 硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料人教版知识精讲.docVIP

高一化学第二节 硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料人教版知识精讲.doc

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高一化学第二节 硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料人教版 【本讲教育信息】 一. 教学内容: 第二节 硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料 二. 知识目标: 初步了解“硅酸盐工业”;初步了解制水泥的主要原料和生产过程、水泥的主要成分和性质;了解制玻璃的主要原料和主要反应。 三. 能力目标: 通过对水泥工业的教学,培养学生的自学能力和表达能力。 四. 德育目标: 使学生逐渐形成正确的科学社会观,即使学生认识到“科学技术是第一生产力”,关心环境、资源再生等与现代社会有关的化学问题,具有社会责任感。 通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍,激发学生学习兴趣。 五. 重点难点: 普通玻璃的化学反应原理作为知识目标中的重点,但更重要的是培养学生的能力及科学情感和科学思想。 六. 知识分析: (一)硅酸盐工业简介 1. 水泥 普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·A12O3)等。 2. 玻璃 玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。 3. 比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品 硅酸盐产品 水泥 玻璃 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 原料 石灰石和粘土 纯碱、石灰石、石英(过量) 反应原理 复杂的物理-化学变化 主要成份 3CaO·SiO2、2 CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 反应条件 高温 高温 4. 陶瓷 (1)制造陶瓷的主要原料:粘土。 (2)制造陶瓷的一般过程:混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器 (3)陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分):土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例 高岭石:可表示为: A12O3·2SiO2·2H2O (二)新型无机非金属材料: 1. 无机非金属材料的分类 (1)传统无机非金属材料:水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 (2)新型无机非金属材料:半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。 2. 新型无机非金属材料的特性 (1)耐高温、强度高 (2)具有电学特性 (3)具有光学特性 (4)具有生物功能 3. 高温结构陶瓷 (1)高温结构陶瓷的优点:能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。 (2)高温结构陶瓷的种类: ① 氧化铝陶瓷:又称人造刚玉,具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。 ② 氮化硅陶瓷:具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。 ③ 碳化硼陶瓷:具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。 4. 光导纤维(光纤) (1)光导纤维的特点:传导光的能力非常强,抗干扰性能好,不发生电辐射等。 (2)光导纤维的应用:通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等 【典型例题】 [例1] 熔融烧碱应选用的器皿是( ) A. 石英玻璃坩埚 B. 普通玻璃坩埚 C. 生铁坩埚 D. 陶瓷坩埚 精析:除生铁坩埚以外的其他三种坩埚中均含有,高温下,烧碱能与发生如下反应而使坩埚受到腐蚀。 答案:C 小结:本题主要考查运用化学反应来分析实践情况的能力。实验中所用加热器皿的选择,既要考虑器皿材料的熔点,又要考虑材料与所盛物质之间能否发生化学反应。 [例2] 有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质,它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体,此气体能使澄清石灰水变浑浊,另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液,再往所得溶液中加入过量盐酸时,析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后,成为不溶于水的白色粉末,这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C,C在高温时软化,无固定熔点。 根据以上事实,判断A为哪种元素的单质?B、C各是什么物质?写出有关反应的化学方程式。 精析:A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为: 该气体能使澄清石灰水变浑浊,所以该气体为二氧化碳,A为碳元素的一种单质。 根据B物质能与氢氧化钠反应,且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸,可推出B物质为二氧化硅。 C物质由石灰石、纯碱和B物质(二氧化硅)混合加热而得,结合C物质在高温时软化且无固定熔点,可推知C物质为普通玻璃。 答案:略 小结:本题考查学生通过物质在化学变化中发生的现象和性质,推断物质的能力。先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量,根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A;再根据B的有关反应现象可推出

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