2019-2020年高中化学 专题3 第2单元 功能各异的无机非金属材料教案 苏教版选修1

第二单元功能各异的无机非金属材料学习目标：1.了解生活中无机非金属材料的应用与人类文明发展的密切关系。2.知道陶瓷、玻璃、水泥的主要成分、生产原料和生产过程，使学生对化学与生产生活实际的联系有进一步的认识。(重点)3.了解光导纤维和新型陶瓷材料的特点及用途，使学生充分认识到科学技术在现代社会中的重要性。(重点)一、生活中的硅酸盐材料1．硅酸盐材料：陶瓷、普通玻璃、水泥的主要成分是硅酸盐。2．从黏土到陶瓷(1)原料：陶器和瓷器都是用黏土制造的。(2)烧制过程：黏土的主要成分是硅酸盐。黏土去除杂质后，经过加水混匀制成所需形状的坯件，再经过高温烧制就可以得到陶瓷制品。陶瓷在高温烧成时发生了复杂的物理变化和化学变化。3．形形色色的玻璃(1)玻璃的制作原料和成分：普通玻璃是以石英砂、碳酸钠和碳酸钙为原料，粉碎后按一定比例混合在熔炉中共熔制成的。其主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。玻璃是混合物，没有固定的熔点。制备玻璃反应过程的化学方程式为：Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑。(2)特种玻璃(3)玻璃加工两工艺①玻璃刻花氢氟酸对玻璃具有腐蚀作用，可用于玻璃的雕刻，反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。②玻璃镀银玻璃上镀银涉及的三个离子方程式为Ag＋＋NH3·H2O===AgOH＋NH＋4，AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O,2[Ag(NH3)2]＋＋CH2OH(CHOH)4CHO＋2OH－――――→水浴加热CH2OH(CHOH)4COO－＋NH＋4＋2Ag↓＋3NH3↑＋H2O。3．硅酸盐水泥水泥普通水泥的原料：石灰石、黏土生产设备：水泥回转窑普通水泥的主要成分：硅酸二钙2CaO·SiO2，硅酸三钙3CaO·SiO2和铝酸三钙3CaO·Al2O3水泥的主要性质：水硬性用途：水泥砂浆和混凝土水泥的质量指标：我国的三个强度等级42.5、52.5和62.5表示水泥的性能，等级越高性能越好二、光导纤维和新型陶瓷材料1．光导纤维(1)光导纤维的成分是SiO2，制备时发生的化学反应为SiCl4(g)＋O2(g)=====1300℃SiO2(s)＋2Cl2(g)。(2)光导纤维的用途①由光导纤维组成的光缆可以代替通讯电缆，用于光纤通信，其优点为容量大、速度快；②光纤可用于传输激光，在医疗方面有重要用途；③光纤可用于制造各种传感器，用于检测温度、压强、磁场、电流、速度等。2．新型陶瓷(1)分类：新型陶瓷分为两大类，即结构陶瓷(或工程陶瓷)和功能陶瓷。(2)结构陶瓷结构陶瓷具有机械功能、热功能和部分化学功能，如纳米陶瓷成功地解决了陶瓷易碎的问题。(3)功能陶瓷①功能陶瓷具有电、光、磁、化学和生物特性，且有相互转换功能，如生物陶瓷等。②生物陶瓷具有良好的生物兼容性，对肌体无免疫排异反应，无溶血、凝血反应，对人体无毒，不会致癌，适合植入体内，可用于人体器官和组织的修复或再造。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硅酸盐材料属于新型无机非金属材料。()(2)生产陶瓷、玻璃、水泥的原料中均有SiO2。()(3)光导纤维具有很强的导电性。()[答案](1)×(2)×(3)×2．下列关于陶瓷、水泥等装修材料的说法中，错误的是()A．制作陶瓷的主要原料是黏土B．玻化砖是所有瓷砖中最硬的一种C．生产普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土、石灰石和石英D．水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆C[生产普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，没有石英。D选项中要注意水泥砂浆和混凝土之间的区别，水泥、沙子、水的混合物是水泥砂浆。故选C。]3．有关光导纤维的说法不正确的是()A．光导纤维是一种高质量传导光信息的玻璃纤维B．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通信质量高，能防窃听C．光导纤维是由普通玻璃制成的，普通玻璃拉成细丝即可得到光导纤维D．光导纤维是由二氧化硅制成的C[光导纤维的成分与普通玻璃的成分不同，前者是SiO2，后者是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的混合物。]全面认识传统硅酸盐材料陶瓷是中华民族一项伟大的创造，具有悠久而辉煌的历史。原始陶器大约是1万年前出现在中国。“陶”作为历史上第一种人造材料成为人类摆脱蒙昧的时代标志，秦兵马俑的制造展示了当时的制陶规模和艺术水平。瓷器在东汉晚期发明，到宋朝形成了举世闻名的“柴”“汝”“哥”“钧”“定”“官”几大名窑，其制品工艺之精湛达到“青如天”“薄如纸”“声如罄”的水平。相传第一批瓷器抵达欧洲时，欧洲人面对这玲珑剔透的瓷器爱不释手，赞不绝口。一时不知如何称呼它，这样的好东西来自中国，干脆就叫它“中国”吧！“瓷国”美誉从此而得。陶瓷的主要成分是氧化硅、氧化铝、氧化钾等。[思考交流]1．生产玻璃和水泥均使用的原料是什么？【提示】玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英；水泥的主要原料是石灰石和黏土，辅助原料是石膏，二者均用到石灰石。2．制造普通玻璃的过程中涉及氧化还原反应吗？【提示】没有。3．水泥、玻璃、陶瓷有固定的熔点吗？【提示】没有，因为它们都是混合物。4．能否用玻璃塞试剂瓶盛放碱性试剂(如NaOH溶液、Na2CO3溶液)?【提示】不能。因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiO2反应，如2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。传统硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土生产阶段和主要化学方程式原料――→磨细生料――→煅烧熟料――→石膏粉磨细Si3N4＋12HCl原料――→强热熔化混合→成型→干燥→烧结→冷却主要成分硅酸三钙普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3和SiO2)、石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃种类：土器、陶器、瓷器、炻器等主要性能有水硬性：跟水掺和搅拌后凝固变硬、水中也能硬化玻璃态物质无固定熔点，在一定温度范围内软化抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘性强典型设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑共同特点高温条件下发生复杂的物理变化、化学变化，冷却后成为复杂的硅酸盐