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1、硅酸盐和无机非金属材料硅酸盐和无机非金属材料硅酸盐硅酸盐结构复杂,一般不溶于水,化学性质很结构复杂,一般不溶于水,化学性质很稳定。稳定。是由是由硅、氧硅、氧和和金属金属组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。三、硅酸盐和无机非金属材料三、硅酸盐和无机非金属材料1硅酸盐硅酸盐(1)硅酸钠:其水溶液俗称硅酸钠:其水溶液俗称 ,有黏性。,有黏性。(2)硅酸盐:硅酸盐:性质:硅酸盐性质性质:硅酸盐性质 ,熔点,熔点 ,大都,大都 溶于水。溶于水。水玻璃水玻璃稳定稳定较高较高难难 表示方法:表示方法:硅酸盐的组成比较复杂,常用氧化物的形式表示。例如:硅酸盐的组成比较复杂,常用氧化物的形式表示。例如:硅酸
2、钠硅酸钠(Na2SiO3)可表示为可表示为 ,钠长石,钠长石(NaAlSi3O8)可表示为可表示为 。Na2OSiO2Na2OAl2O36SiO2l要领:要领:两边原子个数守恒两边原子个数守恒l格式:金属氧化物、二氧化硅、水格式:金属氧化物、二氧化硅、水l顺序:金属按活动顺序表顺序:金属按活动顺序表高岭石高岭石AlAl2 2(SiSi2 2O O5 5)()(OHOH)4 4AlAl2 2O O3 3 2SiO2SiO2 22H2H2 2O O传统无机非金属材料传统无机非金属材料硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃2无机非金属材料无机非金属材料 (1)传统的无机非金属材料传统的无机非金
3、属材料硅酸盐产品。硅酸盐产品。生产原料:黏土生产原料:黏土(AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O)生产设备:陶瓷窑生产设备:陶瓷窑生产过程:混合生产过程:混合-成型成型-干燥干燥-烧结烧结-冷却冷却主要性质:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、主要性质:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型绝缘、易成型陶陶 瓷瓷生产原料:纯碱、石灰石、石英生产原料:纯碱、石灰石、石英 (NaNa2 2COCO3 3、CaCOCaCO3 3、SiOSiO2 2)生产设备:玻璃窑生产设备:玻璃窑反应原理:反应原理:主要成分:主要成分:NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO
4、3 3、SiOSiO2 2高温高温SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 高温高温玻玻 璃璃 有色玻璃有色玻璃钢化玻璃钢化玻璃加入了不同的金属氧化物加入了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化普通玻璃加热接近熔化再急速冷却再急速冷却玻璃玻璃生产原料:石灰石、黏土生产原料:石灰石、黏土 (CaCOCaCO3 3、AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O)生产设备:水泥回转窑生产设备:水泥回转窑主要成分:主要成分:3CaO3CaOSiOSiO2 2 2CaO 2CaOSiOSiO2 2 3CaO 3CaOAlAl2 2O
5、 O3 3水水 泥泥水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷主要主要成分成分及种及种类类硅酸三硅酸三钙钙(3CaOSiO2)、硅酸二硅酸二钙钙(2CaOSiO2)、铝铝酸三酸三钙钙(3CaOAl2O3)普通玻璃普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2)石英玻璃、光学石英玻璃、光学玻璃、玻璃、钢钢化玻璃、有化玻璃、有色玻璃、玻璃色玻璃、玻璃纤维纤维土器、陶土器、陶器、瓷器器、瓷器具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质 1 1、碳化硅(、碳化硅(SiCSiC俗称金刚砂),具有俗称金刚砂),具有金刚石的结构。硬度很大,用作砂纸、金刚石的结构。硬度很大,用作砂纸、砂轮的磨料。砂轮的磨料。2 2、硅硅 钢
6、钢(铁合金)(铁合金)导磁性良导磁性良好,用作好,用作变压器铁变压器铁芯芯3、硅橡胶、硅橡胶4 4、分子筛、分子筛新型无机非金属材料:新型无机非金属材料:新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等图图4-104-10生物陶瓷制成生物陶瓷制成的的人造骨人造骨(2)新型无机非金属材料:新型无机非金属材料:材料材料类别类别主要特性主要特性示例示例用途用途高温高温结结构构陶瓷陶瓷能承受能承受 ,强强度高度高氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷汽汽轮轮机叶片、机叶片、轴轴承、承、永久性模具等永久性模具等半半导导体体陶瓷陶瓷具有具有 特性特性 氧化氧化锡锡陶瓷陶瓷
7、 集成集成电电路中的半路中的半导导体体光学材料光学材料 具有具有 特性特性光光导纤维导纤维光光缆缆通通讯讯、医、医疗疗、照、照明等明等生物陶瓷生物陶瓷 具有具有 功能功能 氧化氧化铝铝陶瓷陶瓷人造骨、人造关人造骨、人造关节节、接骨螺接骨螺钉钉高温高温电学电学光学光学生物生物硅酸盐无机非金无机非金属材料属材料传统无机非传统无机非金属材料金属材料新型无机非新型无机非金属材料金属材料陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥水泥高温结构陶瓷高温结构陶瓷压电陶瓷压电陶瓷透明陶瓷透明陶瓷超导陶瓷超导陶瓷1玻璃的主要成分之一是玻璃的主要成分之一是SiO2,下列物质贮存时应注意:,下列物质贮存时应注意:NaOH溶液溶液浓浓HNO
8、3溴溴Na2CO3溶液溶液(碱性碱性)氢氟酸氢氟酸盐酸盐酸水玻璃水玻璃(1)用玻璃瓶不能配玻璃塞的有用玻璃瓶不能配玻璃塞的有_,可用玻璃塞的有,可用玻璃塞的有_。(2)用玻璃瓶不能配橡胶塞的有用玻璃瓶不能配橡胶塞的有_。(3)不能用玻璃瓶盛装的是不能用玻璃瓶盛装的是_。分析:分析:SiO2是酸性氧化物,与碱反应生成硅酸盐粘住瓶塞是酸性氧化物,与碱反应生成硅酸盐粘住瓶塞不易打开,浓不易打开,浓HNO3、溴具有强氧化性,能氧化橡胶。氢、溴具有强氧化性,能氧化橡胶。氢氟酸与氟酸与SiO2反应,腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶盛装。反应,腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶盛装。答案:答案:(1)(2)(3)2制取玻璃和水泥
9、都用了共同的原料是制取玻璃和水泥都用了共同的原料是_。答案:答案:石灰石石灰石3向向Na2SiO3溶液中通入溶液中通入CO2气体,现象是气体,现象是_,反应方程式为:反应方程式为:_,说明酸性说明酸性_。答案:答案:生成白色沉淀生成白色沉淀Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3H2CO3H2SiO34下列哪些材料是新型无机非金属材料下列哪些材料是新型无机非金属材料_。氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷 氮化铝陶瓷氮化铝陶瓷氮化钛陶瓷氮化钛陶瓷 硅化硼陶瓷硅化硼陶瓷二硅化铜陶瓷二硅化铜陶瓷 红色玻璃红色玻璃钢化玻璃钢化玻璃 光导纤维光导纤维分析:分析:新型无机非金属材料是指具有特殊结构、功能的新型无机非金属材料是指具有特殊结构、功能的新材料。红色玻璃是在原料中加入新材料。红色玻璃是在原料中加入Cu2O使玻璃呈红色,使玻璃呈红色,钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热,使它软化,然钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热,使它软化,然后急速冷却而制成的,都属于传统硅酸盐产品。后急速冷却而制成的,都属于传统硅酸盐产品。答案:答案:
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