第四章第一节 硅酸盐和无机非金属材料

无机非金属材料的主角---硅——硅酸盐和无机非金属材料学习目标1.了解硅酸盐的特点，掌握硅酸盐的氧化物表示方法。2.掌握三种传统的无机非金属材料---玻璃，水泥，陶瓷。3.掌握三种新型的无机非金属材料---高温结构陶瓷，生物陶瓷，压电陶瓷。一、硅酸盐（由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称）1、结构复杂、种类繁多，一般不溶于水，性质稳定。表示成氧化物形式的顺序是：金属氧化物•二氧化硅•水例如：高岭石[Al2（Si2O5）（OH）4表示成氧化物的方法是：Al2O3·2SiO2·2H2O1.硅酸盐组成的表示方法（1）化学式法如：硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。（2）氧化物法(也是常用的方法)练习：把下列式子改写成氧化物的形式1、蛇纹石：H4Mg3Si2O92、钙长石：CaAl2SiO63、石棉：CaMg3Si4O124、长石：KAlSi3O85、普通玻璃：CaNa2Si6O146、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·2SiO2·2H2OCaO·Al2O3·SiO22.硅酸盐的性质（1）Na2SiO3的性质Na2SiO3俗称“泡花碱”，白色晶体，能溶于水，是极少数可溶性硅酸盐之一，其水溶液俗称“水玻璃”。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱“水玻璃”是无色粘稠液体，是一种矿物胶,它既不能燃烧又不易受腐蚀,在建筑工业上可用作粘合剂等。木材浸过水玻璃后,具有防腐性能且不易着火。水玻璃还可用作耐火材料。用途：粘合剂，防腐剂、防火剂所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。应用橡胶塞SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O二、无机非金属材料：主要包括：玻璃、陶瓷、无机非金属涂层等。特点：耐高温、硬度高、抗腐蚀；有的还有独特的光电特性（1）传统无机非金属材料：以硅酸盐为主要成分，包括玻璃、水泥、陶瓷等。（2）新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。⑴玻璃：原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高温高温玻璃的成分：Na2SiO3CaSiO3SiO2发生的反应：生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却几种常见玻璃简介普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃红玻璃化学仪器玻璃如试管等光学仪器玻璃如放大镜钢化玻璃光纤玻璃在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。光导纤维：1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送3万门电话且中继距离长达20—50Km，保密性能好。把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大4——6倍，不易破碎。⑵水泥：原料：石灰石黏土（石膏）主要设备：水泥回转窑成分：2CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O3特性：水硬性混凝土：水泥、沙子和碎石⑶陶瓷：原料：黏土，经高温烧结而成如：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等————新型陶瓷●高温结构陶瓷----Si3N4、SiC●压电陶瓷----钛酸钡、钛酸铅●生物陶瓷----氧化铝、氧化锆人造关节１.水玻璃不具备的用途是（）A.耐酸水泥掺料；B.木材防腐剂；C.食品添加剂；D.建筑材料黏合剂。２.下列工业生产，用石灰石作为原料的（）①用海水为原料生产镁，②制硅酸盐水泥，③制普通玻璃，④冶炼生铁，⑤制漂白粉A.①②③④⑤B.②③④⑤C.①②③⑤D.①②③④ＣＡ当堂训练3．属于硅酸盐材料的是()①水泥②玻璃③陶瓷④水晶A．①③④B．②③④C．①②④D．①②③D4．下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是()A．水玻璃是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B．在建筑工业上可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D1.分层训练：124-1252.创设（当堂）61