无机非金属材料高三化学一轮复习

2006届高三化学第一轮复习无机非金属材料材料的分类和特点材料无机非金属材料金属材料高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维传统无机非金属材料新型无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷等高温结构陶瓷、光导纤维等Fe、Cu、Al、合金等1.概念:以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。2.硅酸盐工业的特点：(1)原料：(2)反应条件：(3)反应原理：(4)生成物：硅酸盐工业含硅的物质、碳酸盐等。高温复杂的物理、化学变化硅酸盐产品3.硅酸盐产品分类：水泥、玻璃、陶瓷一、水泥：1、主要原料：粘土和石灰石2、主要设备：3、生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度4、反应原理：复杂的物理、化学变化5、主要成分：硅酸三钙(3CaO•SiO2)、硅酸二钙(2CaO•SiO2)、铝酸三钙(3CaO•Al2O3)等6、主要性能：水硬性7、主要用途：建筑、修路。水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土水泥回转窑水泥的标号水泥回转窑水泥的标号水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28天后的强度。例如检测得到28天后的抗压强度为310kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400kg/cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。二、玻璃1、原料：纯碱、石灰石和石英2、主要设备：玻璃熔炉3、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却5、主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2O•CaO•6SiO2）6、主要性能：玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。4、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高温玻璃熔炉种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等几种特种玻璃这些玻璃的主要成分分别是什么？有机玻璃？三、陶瓷(China)1、主要原料：粘土2、传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却3、反应原理：复杂的物理、化学变化4、主要成分：硅酸盐5、主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。现在，景德镇的陶瓷工艺已经完全电气化了，考虑到环境保护、降低制作成本和提高成功率等方面因素，不论是仿古陶瓷、艺术瓷类，还是日用陶瓷的瓷器都在电脑的控制下用汽窑烧制而成。水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石.粘土石英.纯碱石灰石粘土主要设备回转炉玻璃熔炉陶瓷窑反应条件高温高温高温反应原理复杂的物理、化学变化Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2复杂的物理化学变化主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2成分复杂特性水硬性玻璃态物质抗氧化.耐酸碱.腐蚀.高温.绝缘水泥、玻璃、陶瓷生产比较水泥中加入石膏的目的？６、陶瓷主要种类：土器：砖瓦(自然冷却，Fe2O3含量较多)(淋水冷却，Fe3O4、FeO较多)陶器：彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：碗盘茶具收藏珍品炻器：水缸、砂锅瓷都景德镇注：①彩釉②搪瓷不属于陶瓷红瓦青瓦A课堂练习Ａ．石灰石Ｂ．纯碱Ｃ．粘土Ｄ．石英与钢化玻璃成分相同的是A有色玻璃B普通玻璃C石英玻璃D光学玻璃B传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的对比材料特性种类传统无机非金属材料①抗腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击普通水泥、普通玻璃、黏土质陶瓷新型无机非金属材料①耐高温、强度高•②具有电学特征•③具有光学特征•④具有生物功能氧化铝陶瓷高温氮化硅陶瓷结构碳化硼陶瓷氧化锆陶瓷光导纤维半导体新型无机非金属材料的特性1.能承受高温、强度高。例如：氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。2.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。3.具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。处于高温下的光导纤维4.具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。人造关节两种新型无机非金属材料简介1、高温结构陶瓷a.氧化铝陶瓷高压钠灯高压钠灯内温度高达1400℃，氧化铝陶瓷又叫人造刚玉，是一种高温结构陶瓷，可以抵御钠蒸汽的强烈腐蚀性。氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷（人造刚玉）主要特性①高熔点；②高硬度；③可制成透明陶瓷；④无毒、不溶于水，强度高；⑤对人体有较好的适应性主要用途高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等两性吗?2.氮化硅陶瓷主要特性①超硬度，耐磨损；②抗腐蚀，高温时也抗氧化；③抗冷热冲击而不碎裂；④耐高温且不易传热；⑤本身具有润滑性HF?主要用途制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。用于制造柴油机中发动机部件的受热面等陶瓷轴承B、光导纤维光导纤维（二氧化硅）主要特性①抗干扰性能好，不发生辐射；②通讯质量好；③质量轻、耐腐蚀能否铺在碱性土壤中？主要用途用于通讯外，还用于医疗、信息处理、遥测遥控等光导纤维手术头灯光纤光缆普通电缆信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话8管同轴电缆每条通话1800路原料来源广（石英玻璃），节约有色金属资源较少质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便每km1.6t成本低，每km10000元左右普通光缆每km200000元左右性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射新材料发展趋势（1）高分子材料。（2）特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向。（3）功能材料。这是新材料中发展很快的一个重要方向，如半导体、激光、红外、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材料等，品种繁多，前景广阔。（4）能源材料。（5）高性能、高强度结构材料。（6）复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的研制发展，将使被称为“21世纪材料”复合材料更放光彩。（7）金属新材料。非晶态金属(金属玻璃)、记忆合金、防振合金、超导合金和金属氢等。（8）原子分子设计材料。（9）稀土材料。稀土金属在激光、荧光、磁性、红外、微波、核能、特种陶瓷以及化工材料中，有奇异的性能，稀土材料已成为重要的开发领域。我国稀土资源储量居世界首位。玻璃刀头—人造金刚石机械手表--人造红宝石电子打火机--压电陶瓷海底电缆---光导纤维彩色电视机---荧光材料电脑的CPU--单晶硅隐形飞机---特殊光学材料石英钟表---二氧化硅1.下列哪些材料是新型无机材料①氧化铝陶瓷②氮化硅陶瓷③碳化硅陶瓷④氮化铝陶瓷⑤氮化钛陶瓷⑥硅化硼陶瓷⑦二硅化铜陶瓷A①②③B①③④⑤C①⑤⑥D全部2.碳化硼(B4C3)陶瓷硬度大、熔点高，具有化学惰性。据此判Ａ．作耐磨材料Ｂ．作润滑材料Ｃ．制切削工业Ｄ．制耐腐蚀材料DB3.下列关于材料用途的说法中不正确的是：A.氧化铝陶瓷可用做高压钠灯的灯管B.氮化硅陶瓷可用做陶瓷发动机的材料C.光导纤维可用做遥测遥控，照明等D.氧化铝陶瓷可用做半导体材料D课堂练习4.碳化钛（TiC）陶瓷是新型无机非金属材料，合成这些物质需在高温条件下进行，在合成它们的过程中必须注意A．通入足量氧气B．避免与氧气接触C．通入少量氯气D．通入少量氧气5.“耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用技术”获2004年发明奖该复合材料的强度比钢还大，在航空航天器中用来替代金属材料，可节约30%的燃料。下列关于该材料的叙述中不正确的是A．该材料属于新型无机非金属材料B．该材料的化学性质非常稳定C．与金属一样有较好的传热性能D．可以替代金属做耐高温结构材料BC6.氮化硅是一种耐高温陶瓷材料，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（）A.制汽轮机叶片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.(2)氮化硅晶体属于晶体。(3)已知氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式。(4)现用四氯化硅和氮气在氢气保护下，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:(5)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：ACD原子晶体Si3N43SiCl4+6H2+2N2=Si3N4+12HClSiCl4+12HF=SiF4+4NH3