1、第七章 第二節(jié) 硅酸鹽工業(yè)簡介新型無機(jī)非金屬材料 基礎(chǔ)知識（一）第二節(jié)硅酸鹽工業(yè)是指以含硅物質(zhì)為原料經(jīng)加熱制成硅酸鹽產(chǎn)品（如水泥、玻璃、陶瓷等）的工業(yè)。1.了解水泥、玻璃制造的主要原料和主要化學(xué)反應(yīng)及水泥、玻璃的主要成份、性質(zhì)及用途。 2.對陶瓷材料的性能有大致印象。 3.根據(jù)制取玻璃投料的質(zhì)量配比，計(jì)算氧化物的組成。 4.使學(xué)生對化學(xué)與生產(chǎn)、生活實(shí)際的聯(lián)系有進(jìn)一步認(rèn)識。（二）第三節(jié)對新型無機(jī)非金屬材料有一大致印象，使學(xué)生了解一些當(dāng)今前沿的新材料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情。 1.無機(jī)非金屬材料。 2.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。 3.光導(dǎo)纖維。 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1.硅酸鹽工業(yè)的特點(diǎn)是什么？其主要產(chǎn)品是什么？ 答：硅

2、酸鹽工業(yè)的特點(diǎn)是：原料為含硅的化合物；生產(chǎn)時(shí)需要高溫；生產(chǎn)過程中有物理變化和化學(xué)變化；產(chǎn)品是硅酸鹽。硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品是：玻璃、水泥、陶瓷。 2.制造玻璃的主要原料在玻璃窯中熔化后，發(fā)生了哪些主要的化學(xué)反應(yīng)？寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。 答：制玻璃的主要原料在玻璃窯中的反應(yīng)： 3.無機(jī)非金屬材料分為哪兩類？ 答：無機(jī)非金屬材料分為：傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料即硅酸鹽材料；新型無機(jī)非金屬材料。包括半導(dǎo)體材料、超硬耐高溫材料、發(fā)光材料等等。 4.光纜通訊的優(yōu)點(diǎn)有哪些？ 答：容量大，抗干擾性好，不發(fā)生是磁輻射，通訊質(zhì)量高；防竊聽（安全性能高）等。 5.人造寶石主要有哪幾種？其化學(xué)組成分別是什么？人造寶石的主要性能和

3、用途有哪些？ 答：人造寶石主要有：人造金剛石、人造紅寶石和藍(lán)寶石。其組成：人造金剛石為碳；人造紅寶石為（剛玉）和少量氧化鉻；人造藍(lán)寶石為（剛玉）和少量鈦。主要性能：高硬度；優(yōu)良的光學(xué)性能。用途：裝飾品；工業(yè)材料。如人造紅寶石常用來制造鐘表的軸承，還可用作固體激光器。人造藍(lán)寶石可用于制造光學(xué)儀器。人造金剛石也可用在鉆探、磨削等行業(yè)。例題精析 6.普通玻璃的主要成分為。 （1）試計(jì)算普通玻璃中相當(dāng)含有，和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各是多少？ （2）制造50普通玻璃，需要純堿，碳酸鈣和二氧化硅各多少千克？ 分析：可用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示其組成為：6 解：（1）M（）=，M（）=，M（）= 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

4、 = 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： = 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： = （2）由普通玻璃中各氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可計(jì)算出50普通玻璃中、的含量。 m（）， m（）， m（）， m（）： = m（）： = m（）：答：（1）普通玻璃中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%，的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.7%，的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75.3%。 （2）制50普通玻璃，需要純堿11.11，碳酸鈣10.45,二氧化硅37.65. 7.下列溶液中可以盛在玻璃瓶中但不能用磨口玻璃塞的是（ ）A硅酸鈉溶液B.氫氟酸 C.氫氧化鈉溶液D.氯化鈉溶液 分析：玻璃的主要成份之一是二氧化硅，它能與氫氟酸迅速反應(yīng)，所以，氫氟酸不能盛放在玻璃容器中，只能保存在鉛皿或塑料瓶中。氫氧化鈉溶液

5、與二氧化硅在常溫下反應(yīng)十分緩慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口處的二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后，生成的硅酸鈉是一種礦物膠，使瓶塞與瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。硅酸鈉溶液可用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞。氯化鈉溶液不與玻璃中各成分反應(yīng)。 答案：A、C. 8.某玻璃廠備有石灰石500噸，純堿750噸，石英2400噸。計(jì)算上述原料能生產(chǎn)普通玻璃多少噸？（普通玻璃成分為13%，11.7%,75.3%） 分析：關(guān)系式法。因普通玻璃制作時(shí)，對三種原料的需要量是按比例的，現(xiàn)給定三種質(zhì)量，首先要進(jìn)行計(jì)算，確定題中所給三個質(zhì)量中最小量為標(biāo)準(zhǔn)，以推算玻璃的產(chǎn)量。 解：普通玻璃中，各氧化物的物質(zhì)的量

6、之比為 n（）:n（）:n（） n（）:n（）:n（）=1:1:6 而題中所給原料的物質(zhì)的量之比為 n（）:n（）:n（） 顯然、有剩余。 設(shè)500噸石灰石折合噸 56 100 =280噸 500噸 普通玻璃為280噸11.7%=2393.16噸 答:制得普通玻璃2393.16噸.鞏固提高一.選擇題. 1.下列物質(zhì)有固定熔沸點(diǎn)的是( )A玻璃B水玻璃C漂白粉D 2.水泥中加入石膏的作用是( ) A增加水泥的機(jī)械強(qiáng)度 B調(diào)節(jié)水泥的硬化速率 C降低水泥成本 D擴(kuò)大水泥的使用范圍 3.下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽類的是( )A粘土B硅石 CD 4.制水泥、陶瓷都需要的原料是（ ） A純堿B石英C粘土D石灰石

7、 5.石灰石是許多工業(yè)的原料之一,但制取下列物質(zhì)不需用石灰石的是( )A制漂白粉B制水泥C制玻璃D制燒堿 6.下列硅酸鹽用氧化物形式表示,錯誤的是( ) A表示為 B C表示為 D 7.某玻璃中含、的質(zhì)量比為10:9:58，則玻璃的組成為（ ）ABCD 8.熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是( )A石英坩堝B.普通玻璃坩堝C生鐵坩堝D陶瓷坩堝9.在一定條件下，下列物質(zhì)不能和二氧化碳反應(yīng)的是（ ）焦炭 純堿 碳酸鈣 氫氟酸 高氯酸 氫氧化鉀 氫化亞鐵 氮?dú)釧BCD只有 10.下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是（ ） A它是一種礦物膠，即不燃燒，也不受腐蝕B在建筑工業(yè)上可以作粘合劑，耐酸水泥摻料C木

8、材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且易燃燒D水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、在空氣中不易變質(zhì)二.填空題. 1.制玻璃、水泥的共同原料是_。 2.在普通玻璃中加入_后，玻璃呈藍(lán)色；加入_，玻璃呈紅色；加入_，玻璃呈淺綠色。 3.人類制造和使用的第一種材料是_。4.新型的氮化硅陶瓷柴油機(jī)具有多方面的優(yōu)越性，它主要利用了氮化硅陶瓷_且_的性質(zhì)。5.某型號水泥主要成分有：以Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2O3則x=_ y=_ z=_6.氫氧化鋁膠囊、碳酸氫鈉粉劑都因能同胃酸反應(yīng)，曾用來治療胃酸過多。三硅酸鎂（2MgO3SiO2nH2O）和氧氫化鋁膠囊一樣，在治療時(shí)作用更持久。試寫出三硅酸鎂同胃酸的主要

9、成分作用的離子反應(yīng)方程式_ 三.計(jì)算題.鉀玻璃比普通玻璃（即鈉玻璃）具有更好的性能。已知鉀玻璃中含15.3%,7.84%,32.94%,43.92%O 試用氧化物的形式表示鉀玻璃的組成。制100噸這種鉀玻璃需的質(zhì)量是多少？自我反饋一.填空題1.D2.B3.B4.C5.D6.D7.A m（）:m（）:m（）=10:9:58 n（）：n（）：n（）=8.C A、B、D三種坩堝的組成成分中含，能跟燒堿反應(yīng)受到腐蝕： 而生鐵坩堝與燒堿不反應(yīng)。9.B10.D二.填空題.1.石灰石2. 3.陶4.耐高溫 不易傳熱5.4，5，6Ca2SiOx2CaOSiO2 x=4 Ca3SiOy3CaOSiO2 y=5

10、Ca3Al2O33CaOAl2O3 z=66.2MgO3SiO2nH2O+4H+=2Mg2+3SiO2+(n+2)H2O三.計(jì)算題.解：（1）鉀玻璃中、四種元素的原子個數(shù)比為： 即鉀玻璃的化學(xué)式為 ，轉(zhuǎn)化為氧化物的形式為： （2）設(shè)的質(zhì)量為，由元素守恒可得 138 510 100噸 =27.1噸答：鉀玻璃的組成為，需要27.1噸。解析1水泥粘土主要原料主要設(shè)備普通水泥主要成分主要性質(zhì) 硅酸三鈣（）石灰石 水泥回轉(zhuǎn)窯 硅酸二鈣（） 水硬性 鋁酸三鈣（） 水泥是重要的建筑材料，也是水下工程必不可少的材料。水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂漿，是建筑用粘合劑。水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土?；炷脸Ｓ娩摻钭鼋Y(jié)構(gòu)，這就是我們常說的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度大。玻璃主要原料玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng)主要成分種類純堿 普通玻璃石灰石 石英玻璃石英（過量） 光學(xué)玻璃解析2陶瓷主要原料生產(chǎn)過程種類性能粘土 混合、成型、干 土器、陶器、 抗氧化、抗酸堿腐蝕 燥、燒結(jié)、冷卻 瓷器、炻器 耐高溫、絕緣、易成型解析3 1傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料即硅酸鹽材料，具有抗腐蝕、耐高溫等許多優(yōu)點(diǎn)，但是質(zhì)脆，經(jīng)不起熱沖擊。 2新型無機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料、超硬耐高溫材料、發(fā)光材料等等，其主要特性有： 能承受高溫，強(qiáng)度