第四章第一節(jié)硅酸鹽和無(wú)機(jī)非金屬材料

無(wú)機(jī)非金屬材料的主角---硅——硅酸鹽和無(wú)機(jī)非金屬材料

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解硅酸鹽的特點(diǎn)，掌握硅酸鹽的氧化物表示方法。2.掌握三種傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料---玻璃，水泥，陶瓷。3.掌握三種新型的無(wú)機(jī)非金屬材料---高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，生物陶瓷，壓電陶瓷。一、硅酸鹽（由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱）1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，一般不溶于水，性質(zhì)穩(wěn)定。表示成氧化物形式的順序是：金屬氧化物?二氧化硅?水例如：高嶺石[Al2（Si2O5）（OH）4表示成氧化物的方法是：Al2O3·2SiO2·2H2O1.硅酸鹽組成的表示方法（1）化學(xué)式法如：硅酸鈉Na2SiO3、硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于組成較簡(jiǎn)單的硅酸鹽。（2）氧化物法(也是常用的方法)練習(xí)：把下列式子改寫(xiě)成氧化物的形式1、蛇紋石：H4Mg3Si2O92、鈣長(zhǎng)石：CaAl2SiO63、石棉：CaMg3Si4O124、長(zhǎng)石：KAlSi3O85、普通玻璃：CaNa2Si6O146、黏土：Al2(Si2O5)(OH)4CaO·3MgO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·2SiO2·2H2OCaO·Al2O3·SiO22.硅酸鹽的性質(zhì)

（1）Na2SiO3的性質(zhì)

Na2SiO3俗稱“泡花堿”，白色晶體，能溶于水，是極少數(shù)可溶性硅酸鹽之一，其水溶液俗稱“水玻璃”。水玻璃是一種無(wú)色粘稠的液體，顯堿性，易吸收空氣中的CO2生成硅酸沉淀。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3結(jié)論：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱

“水玻璃”是無(wú)色粘稠液體，是一種礦物膠,它既不能燃燒又不易受腐蝕,在建筑工業(yè)上可用作粘合劑等。木材浸過(guò)水玻璃后,具有防腐性能且不易著火。水玻璃還可用作耐火材料。用途：粘合劑，防腐劑、防火劑所以，不能用磨口玻璃塞盛堿性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。應(yīng)用橡膠塞SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O二、無(wú)機(jī)非金屬材料：主要包括：玻璃、陶瓷、無(wú)機(jī)非金屬涂層等。特點(diǎn)：耐高溫、硬度高、抗腐蝕；有的還有獨(dú)特的光電特性（1）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料：以硅酸鹽為主要成分，包括玻璃、水泥、陶瓷等。（2）新型無(wú)機(jī)非金屬材料：如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。⑴玻璃：原料：純堿、石灰石、石英設(shè)備：玻璃窯Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑高溫高溫玻璃的成分：Na2SiO3CaSiO3SiO2發(fā)生的反應(yīng)：生產(chǎn)過(guò)程：原料粉碎，玻璃熔爐中強(qiáng)熱，成型冷卻幾種常見(jiàn)玻璃簡(jiǎn)介普通玻璃因混有鐵的化合物顯淺綠色藍(lán)玻璃紅玻璃化學(xué)儀器玻璃如試管等光學(xué)儀器玻璃如放大鏡鋼化玻璃光纖玻璃

在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。光導(dǎo)纖維：1964年8月華裔科學(xué)家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽(yù)為“纖維光學(xué)之父”。比頭發(fā)絲還細(xì)的一對(duì)光導(dǎo)纖維上同時(shí)傳送3萬(wàn)門(mén)電話且中繼距離長(zhǎng)達(dá)20—50Km，保密性能好。

把普通玻璃放在電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃大4——6倍，不易破碎。⑵水泥：原料：石灰石黏土（石膏）主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯成分：2CaO·SiO2

3CaO·SiO23CaO·Al2O3特性：水硬性

混凝土：水泥、沙子和碎石

⑶陶瓷：原料：黏土，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成如：日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具等科學(xué)視野————新型陶瓷●高溫結(jié)構(gòu)陶瓷----Si3N4

、SiC●壓電陶瓷----鈦酸鋇、

鈦酸鉛●生物陶瓷----氧化鋁、氧化鋯人造關(guān)節(jié)１.水玻璃不具備的用途是（）A.耐酸水泥摻料；B.木材防腐劑；C.食品添加劑；D.建筑材料黏合劑。２.下列工業(yè)生產(chǎn)，用石灰石作為原料的（）①用海水為原料生產(chǎn)鎂，②制硅酸鹽水泥，③制普通玻璃，④冶煉生鐵，⑤制漂白粉

A.①②③④⑤B.②③④⑤

C.①②③⑤

D.①②③④ＣＡ當(dāng)堂訓(xùn)練3．屬于硅酸鹽材料的是(

)①水泥②玻璃③陶瓷④水晶A．①③④B．②③④

C．①②④D．①②③D4．下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途敘述不正確的是(

)