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第四章 元素与材料世界
第一节 硅 无机非金属材料
学习目标：
了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
教学过程
1、 硅酸盐与无机非金属材料
1． 用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：（如硅酸钠Na2SiO3表示成Na2O·SiO2）
1 硅酸钙：CaSiO3
2 高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4
3 钠长石：NaAlSi3O8 。
2． 玻璃工业：
（1）制造普通玻璃的主要原料是 。
（2）制造玻璃的设备为 。
（3）制造玻璃的反应原理：
（4）普通玻璃的主要成分： 。
（5）玻璃的特点：
。
3． 水泥工业：
（1）普通水泥的主要成分： 。
（2）水泥的特点： 。
（3）混凝土是指 。
4． 几种新型的无机非金属材料
（1）高温结构陶瓷：包括 。
（2）生物陶瓷：特点： 。
（3）压电陶瓷：具有 的陶瓷称为压电陶瓷，目前广泛应用的压电陶瓷主要成分为 。
压电陶瓷特点： 。
压电陶瓷常用于 。
课堂练习
1、下图中A、B、C、D分别代表有关反应中的一种化合物，其中物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸。请填写以下空白：
（1）A、B、C、D的化学式分别为 、 、
、 。
（2）A→B的化学方程式
（3）C→D的离子方程式
2、（05高考）A、B、C、D、E代表单质或化合物，他们之间的关系如图，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：
(1)单质A的原子结构示意图为 ，它的最高价为 。
（2）B的化学式（分子式）为 ，B和碳反应生成A和E的化学方程式是 。
（3）C的化学式（分子式）为 ，D的化学式是 。
3、．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气的混合物反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定，粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质。但是，将粉末状Si3N4和适量MgO（难熔）在230℃1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料。
（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的反应方程式： 。
（2）分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的方程式：
______________________________________________________；
______________________________________________________。
（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？
______________________________________________ 。
课后练习
1．下列不属于传统硅酸盐产品的是 （ ）
A．玻璃 B．水泥 C．光导纤维 D．陶瓷
2．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ）
A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3
C．Na2O2→Na2CO3 D．SiO2→H2SiO3
3、将足量的CO2通入下列溶液中，能产生沉淀的是
A．硅酸钠溶液 B．石灰水 C．氯化钡溶液 D．氯化钙溶液
4．下列离子方程式，正确的是 （ ）
A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH +CO2 ===CaCO3↓+H2O
B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32 +SiO2==SiO32 +CO2↑
C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH ===Na2 SiO3+H2O
D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH === SiO32+2H2O
5．在SiO2+3C SiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为 （ ）
A．36∶30 B．60∶36 C．2∶1 D．1∶2
6．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为（用化学方程式表示）___________________________。
7．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
（1）计算机芯片的主要成分是 ；
（2）光导纤维的主要成分是 ：
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ；
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