第三节　玻璃、陶瓷和水泥ppt课件教学实录

3.3 玻璃、陶瓷和水泥

每课一练（人教版选修1）

基础落实

1．化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法不正确的是(

) A．阿司匹林具有解热镇痛作用

B．可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品

C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀

D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂可减少汽车尾气污染

2．过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成(

) ①水泥

②玻璃

③瓷器

④混凝土

⑤一种硅酸盐产品

A．①和④

B．②和⑤

C．③

D．①③⑤

3．生产水泥的工人最宜多吃血料，其原因是(

) A．血料多孔，表面积大，可吸附人体内的矿物尘埃

B．营养价值极高

C．血料可杀菌消毒

D．可医治某些疾病

4．下列关于物质用途的叙述中不正确的是(

) A．硅可以用来做变压器的铁芯材料

B．二氧化硅可以用来制光导纤维

C．石墨可以用来做绝缘材料

D．石英玻璃可以用来制造耐高温的化学仪器

5．陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是(

) A．电器中的绝缘瓷管

B．实验室中的坩埚

C．实验室中的试管

D．建筑上烧制的砖瓦

6．有关材料用途的叙述不正确的是(

) A．高温结构陶瓷可以制作耐酸设备

B．氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备

C．氮化硅陶瓷可以制造轴承

D．光导纤维可用于传能、传像、照明等

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7．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是(

) A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料

B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应

C．光导纤维是一种能高质量传导光的纤维素制品

D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听

8．陶瓷表面有一层绚丽多彩的彩釉。加工方法是在普通釉料中加入一些金属元素，控制烧制时空气的用量(即氧气用量)，使其得到不同颜色。若空气不足，铁、铜、锰元素形成的化合物呈现的颜色分别是(

) A．黑、红、黑褐

B．红或黄、蓝、紫褐

C．蓝或绿、蓝、黑褐

D．红或黄、红、紫褐

9．新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意(

) A．通入充足的氧气

B．避免与氧气接触

C．可在氮气气氛中合成

D．通入少量氧气

10．根据水泥、玻璃和陶瓷的生产过程，总结出硅酸盐工业的一般特点是(

) ①原料一定是含硅元素的物质

②生成物是硅酸盐

③反应条件是高温

④发生复杂的物理、化学变化

A．①和②

B．①②③

C．①③④

D．①②③④

11．氮化铝广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C=====2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是(

) A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂

B．AlN的摩尔质量为41 g C．AlN中氮元素的化合价为＋3 D．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子

12．石棉是一类价格低廉的硅酸盐材料，但是有毒，能使人患肺癌。一种叫矿青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2。它用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法正确的是(

) A．该物质中Fe元素的化合价为＋2价，它属于硅酸盐

B．该物质的化学组成可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O C．1 mol该物质能和18 mol HNO3反应，也能与18 mol盐酸反应

高温

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D．这种石棉属于新型无机非金属材料

能力提升

13．有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在纯O2中燃烧只得到一种气体产物X，该无色气体的密度是相同状况下空气密度的1.52倍；B固体能溶于热的烧碱溶液，得到溶液Y，向Y溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀Z；将B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热至高温，能得到C，C无固定的熔点。则A为____________，B为_______________，C为____________。(填物质名称) 14．某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O，并含少量的CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤，弃去残渣，溶液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。

(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱反应相似)：________________________，

________________________________________________________________________。

(2)最后的沉淀物是_____________________________________________________，

写出生成该沉淀的离子方程式：_______________________________ ________________________________________________________________________。

(3)实验中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚。本实验在熔融土样时，应选________坩埚。

15．氮化硅(Si3N4)是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105Pa和185℃的密闭容器中加热处理，可以得到表面结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体高温结构材料。

(1)写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(2)分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(3)为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

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参考答案

1．C

[阿司匹林是常用的解热镇痛药，A项正确；Si3N4和Al2O3的熔沸点较高，因此可以用作耐高温材料，B项正确；钢铁闸门上装上铜块，可以形成原电池，能够加快钢铁的腐蚀，C项错误；四乙基铅可以引发铅中毒，禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂可减少汽车尾气污染，D项正确。] 2．B

[泥沙的主要成分是SiO2，与纯碱(Na2CO3)、生石灰(CaO)熔化后发生如下反应：

SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑

SiO2＋CaO=====CaSiO3

而Na2SiO3、CaSiO3与SiO2的熔合物即玻璃，且玻璃是一种硅酸盐产品，故答案为B。] 3．A

[生产水泥的过程中产生大量的矿物尘埃，吸入人体后会引起肺等部位的病变。血料多孔，表面积大，吸附性强，所以生产水泥的工人，最宜多吃血料。血料的营养价值并不高，不能杀菌消毒，不能医治某些疾病。] 4．C

[石墨是导体。] 5．C 6．B

[氧化铝的熔点是2 050℃，可作耐高温设备。] 7．D

[掌握玻璃、陶瓷、水泥三种重要材料的用途。光导纤维的主要成分是SiO2，而纤维素属于天然高分子化合物。] 8．A

[O2不足时，Fe主要生成FeO为黑色，Cu主要生成Cu2O为红色，Mn主要生成MnO为黑色。] 9．B

[TiC、B4C、Si3N4在高温条件下均可以与氧气反应。] 10．D

[由制水泥、玻璃和陶瓷的生产过程，总结出硅酸盐工业的共同点是生成物均是硅酸盐，且在高温下均发生复杂的物理、化学变化。] 11．D

12.B 13．金刚石

二氧化硅

玻璃

高温高温

解析

土样成分中的CaO、Fe2O3属于碱性氧化物，不与Na2CO3反应。SiO2和Na2CO3在高温下的反应与生产玻璃的反应相同。Al2O3属于两性氧化物，与Na2CO3反应时表现酸性氧化物的性质，生成NaAlO2和CO2。

熔块加水后过滤所得的滤液中含有Na2SiO3和NaAlO2，再加入盐酸时，发生如下反应：

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H＋AlO2＋H2O===Al(OH)3↓

Al(OH)3＋3H===Al3＋3H2O ＋＋＋－2H＋SiO23===H2SiO3↓

＋－所以，最后的沉淀物只有H2SiO3，没有Al(OH)3。

瓷坩埚中含有的SiO2及氧化铝坩埚中的Al2O3在高温下都能与Na2CO3反应，

所以熔融土样时不能使用瓷坩埚和氧化铝坩埚，只能选用铁坩埚。

15．(1)3SiCl4＋4NH3=====Si3N4＋12HCl (2)Si3N4＋6H2O===3SiO2＋4NH3↑，

Si3N4＋3O2===3SiO2＋2N2

(3)Si3N4与MgO在密闭容器中经高压，加热处理后，使Si3N4固体表面形成了一层SiO2的保护膜，阻止了Si3N4被H2O和O2侵蚀。

解析

SiCl4和NH3反应生成Si3N4的同时应有HCl生成。Si3N4与水反应生成SiO2，同时应用NH3生成。同样Si3N4与O2反应时，产物为SiO2和N2。Si3N4和MgO在密闭容器中加热处理时，Si3N4固体表面会有SiO2生成。

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