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课题1无机非金属材料学习目标1.使学生对无机非金属材料有大致印象，了解水泥、玻璃、陶瓷生产的简单原理。2.使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。3.使学生对新型无机非金属材料有大致印象。课前自主学案一、传统硅酸盐材料1．陶瓷生产陶瓷的主要原料是_____，其主要生产过程为：混合→成型→干燥→烧结→冷却。陶瓷的主要性质有_______、___________、_______、_____、_____黏土抗氧化抗酸碱腐蚀耐高温绝缘易成型2．玻璃制造普通玻璃的原料有_______、_______、_____,发生的主要反应的化学方程式是Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2，CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2。石英砂石灰石纯碱3．水泥制造普通硅酸盐水泥的原料有_______、_______、_________。普通硅酸盐水泥的主要成分是___________、_________、_________、_________。水泥在空气中能吸水硬化，在水中也能硬化，因此是水下工程不可缺少的材料。水泥、沙子和碎石等的混合物叫_______,它的膨胀系数与钢筋相当，因此它常用钢筋作结构,增大强度。石灰石黏土辅助原料三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸钙混凝土硅酸二、新型无机非金属材料1．氮化硅氮化硅是一种新型的无机非金属材料，它的制造方法有多种，一种方法是将高纯硅与纯氮气混合，在1300℃条件下反应制得，化学方程式为________________________；也可以用四氯化硅和氮气在氢气保护下反应制得，化学方程式为3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl。3Si＋2N2=====1300℃Si3N42．硅工业上用二氧化硅和碳在电炉中反应可以制得硅，反应的方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑,但这样制得的硅纯度不高，要制得高纯硅，可以将上述粗硅与氯化氢气体在250～300℃条件下反应，制得三氯硅烷，提纯后的三氯硅烷被高纯度的氢气还原，即可得到高纯硅。以上反应的化学方程式为Si＋3HClSiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2Si＋3HCl。=====250～300℃Cu粉或Ag粉=====1100～1200℃=====1600～1800℃3．碳化硅写出二氧化硅和碳在电炉中加热至高温生成碳化硅(金刚砂)的化学方程式______________________________,反应中的氧化剂和还原剂的质量之比是_______。4．关于碳的新材料1985年，科学家发现了C60分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球，因此又叫足球烯。1991年科学家又发现了一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状分子。1∶2用你学到的化学知识回答下列问题：(1)C60所以称为足球烯，是因为分子中有_______键,所以C60可以与氢气发生反应。(2)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质是否相同？_______，原因是这几种物质的__________________。不饱和不相同内部结构不相同课堂归纳无机非金属材料陶瓷：黏土为原料水泥：原料：主要成分：石灰石、黏土硅酸二钙、硅酸三钙铝酸三钙、铁铝酸钙玻璃原料：成分：主要反应：石英砂、石灰石、纯碱硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅核心要点突破一、玻璃原料：石英砂、石灰石、纯碱主要反应：Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2二、金刚砂(碳化硅)的制取SiO2＋3C=====1900℃SiC＋2CO↑三、氮化硅的制取3Si＋2N2=====1300℃Si3N43SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl四、单晶硅的制取SiO2＋2C=====1600～1800℃Si＋2CO↑Si＋3HCl=====250～300℃Cu粉或Ag粉SiHCl3＋H2SiHCl3＋H2=====1100～1200℃Si＋3HCl例(2010年天津模拟)氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。其中氯气用途十分广泛，除用于净水、环境消毒外，还用于生产盐酸、聚氯乙烯、氯苯等。(1)电解饱和食盐水的化学方程式为_____________(2)氯气用于生产半导体材料硅的流程如下：①石英砂的主要成分是____________，在制备粗硅时，焦炭的作用是____________。②由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式是：_____(3)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯(PVC塑料)就是以氯气和乙烯为主要原材料通过__________________、消去和________三步主要反应生产的。生产聚氯乙烯的有关反应的化学方程式为____________________________________(4)上述两种生产过程可得到同一种副产品，该副产品是______________。SiO2还原剂SiCl4+2H2==Si+4HCl高温加成聚合盐酸变式训练(2011年邢台一中检测)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蒸气和NH3气体混合物制取。粉末状的Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状的Si3N4和适量的MgO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，对空气和水相当稳定的固体材料。(1)写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式_____________________________________________；(2)分别写出粉末状的Si3N4和H2O及O2反应的方程式______________________、________________；(3)为什么结构紧密的固体Si3N4不再受水和O2的侵蚀?_______________________________________3SiCl4＋4NH3===Si3N4＋12HClSi3N4＋6H2O===3SiO2＋4NH3↑Si3N4＋3O2===3SiO2＋2N2Si3N4和MgO在密闭容器中热处理后使Si3N4表面生成了一层SiO2保护层，阻止了Si3N4继续受H2O和O2的侵蚀解析：(1)SiCl4和NH3反应，生成Si3N4，其中Si、N的化合价均未变，所以另一产物应为HCl；(2)Si3N4和H2O反应时，Si－N键要向Si－O键转化，生成稳定的SiO2和NH3；(3)Si3N4与MgO在密闭容器中热处理后，使Si3N4表面形成一层SiO2保护层，阻止了Si3N4继续受空气中的O2和H2O的侵蚀。答案：(1)3SiCl4＋4NH3===Si3N4＋12HCl(2)Si3N4＋6H2O===3SiO2＋4NH3↑Si3N4＋3O2===3SiO2＋2N2(3)Si3N4和MgO在密闭容器中热处理后使Si3N4表面生成了一层SiO2保护层，阻止了Si3N4继续受H2O和O2的侵蚀