课题1　无机非金属材料教学设计案例

班级

________ 组号_______

姓名____________

3．制造普通硅酸盐水泥的原料有

、

、

。普通硅酸盐水泥的主要成分是

、

、

、

。

水泥在空气中能吸水硬化，在水中也能硬化，即具有

性，因此是水下工程不可缺少的材料。水泥、沙子和碎石等的混合物叫

，它的膨胀系数与钢筋相当，因此它常用钢筋作结构，增大强度。

硅酸盐工业:

原料

生产条件

原理

陶瓷来源学科网

玻璃

纯碱、石英、石灰石

高温

水泥

石灰石、粘土等

高温

复杂的物理

化学变化

硅酸三钙、硅酸二钙、学来源粘土（高岭土）

高温来源:Zxxk.Com]

复杂的物理

化学变化

主要成分

复杂的硅酸盐

高温

高温

Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑

CaCO3＋SiO2

CaSiO3＋CO2↑

硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅

铝酸三钙、铁铝酸钙

主要性质

抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温等

无固定熔点

具有水硬性

合作探究

1．写出二氧化硅和碳在电炉中加热至高温生成碳化硅（金刚砂）的

化学方程式

，

反应中的氧化剂和还原剂的质量之比是

。

2.水泥的成分主要有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz，则x＝________，y＝________，z＝________。

分别用氧化物形式表示其组成为________________、____________________、____________。

3.已知某一硅酸盐可表示为Mga(Si4O10)(OH)b(其中a、b为正整数)，试回答：

(1)a与b应满足的关系是(写表达式)____ ___________________________________；

(2)a能否等于2？________(填“能”“不能”“无法确定”)。

(3)a＝3的硅酸盐的表达式(以氧化物的形式表示)_____________________________

自主检测: 1．下列物质中属于纯净物的是(

) A．Na2CO3·10H2O

B．水泥

C．纯净的盐酸

D．普通玻璃

2．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨(

) A．有放射性

B．易燃、易爆

C．能导电

D．有剧毒

3．熔融烧碱应选用的器皿是(

) A．石英坩埚

B．普通玻璃坩埚

C．生铁坩埚

D．陶瓷坩埚

4．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，此气体能使澄清的石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下的氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热苛性钠溶液，再往所得的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后能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。

根据以上事实，判断A为________元素的单质，B的化学式为________，C物质为________。

写出生成C的有关反应的化学方程式______________________________________________ ______________________________________________________________________________。

班级

________ 组号_______

姓名____________ 课题1

无机非金属材料(2) 自主学习:来源学|科|网

阅读教材51—56页

1. 碳和硅都同属于ⅣA族元素，在原子结构上有相似性，例如，它们的最外层电子数都是4，通常以共价键结合为特征。碳的非金属性更强，而硅的非金属性较弱，且硅还具有半导体的性质。碳在自然界主要以单质、氧化物和碳酸盐形式存在。硅在自然界主要以氧化物、硅酸盐形式存在，不管硅石、硅酸盐如何复杂地构成矿物，其中硅氧四面体（SiO4）是其基本结构。

2. 1. 金刚石和石墨是碳的两种同素异形体，它们的性质有相似性，如它们都难熔（金刚石的熔点为3 547 ℃，石墨为3 527 ℃），在灼热下都难挥发，化学性质不活泼，只有在空气中加热到600～800 ℃时才能燃烧。但实际使用中还利用到它们性质上的巨大差异，如金刚石是最硬天然物质，可作研磨材料，而石墨则是一种非常软而滑腻的物质，因此可作润滑材料；金刚石是电的绝缘体，不易导热，而石墨则是导电体，导热性好，在电化学工业中常用作电极材料。

2. 金刚石与石墨性质、用途上的差异，主要是由其结构不同造成的。金刚石中每个碳原子位于正四面体的中心，其余的4个和它相连的碳原子排列在正四面体的4个顶点，形成网状结构，结构稳定，所以硬度大、熔点高，由于成键电子均定域在原子之间，不能自由运动，因此，金刚石不导电。石墨中碳原子形成平面正六角形的层状结构，电子便可以在整个碳原子平面层内自由运动，使石墨具有金属光泽、良好的导电性和导热性。各层内碳原子之间强的共价键相结合，使得石墨熔点、沸点高；层间由于存在弱的范德华力以及吸附了水和氧气等气体分子，使得石墨的层与层间容易滑动。

合作探究：

1．(2011年南昌月考)氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯度硅与纯氮在1300 ℃反应获得。

(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________(填序号)。

A．制汽轮机叶片

B．制有色玻璃

C．制永久性模具

D．制造柴油机

(2)写出N的原子结构示意图：__________________，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式：____________________________。

(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：________________________________________________________________________。

(4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

[来源:Z|xx|k.Com]2.工业上用二氧化硅和碳在电炉中反应可以制得硅，反应的方程式为

，

但这样制得的硅纯度不高，要制得高纯硅，可以将上述粗硅与氯化氢气体在250～300℃条件下反应，制得三氯硅烷，提纯后的三氯硅烷被高纯度的氢气还原，即可以得到高纯硅。写出以上反应的化学方程式

、

。

3．初时，人们用铅做成的铅棒写字，以后又用碳棒代替铅棒，再发展到现代用的普通铅笔．部分普通铅笔的种类标号及其笔芯原料的配比如下表：

种类4H3H2HH石墨72.6%73.6%74.0%75.2%黏土27.4%26.4%26.0%24.8%2B3B85.5%87.0%14.5%13.0%种类HB石墨81.3%黏土18.7%

回答下列问题：

(1)用普通铅笔写字比用铅棒、碳棒写字优越的理由是什么？

(2)HB、2H、3H、3B、2B铅笔的硬度由大到小的顺序为

。

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见《学法大视野》P35