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1、《材料組成的優(yōu)化》教案
［知識(shí)回顧］
合金的性質(zhì)及特點(diǎn)有哪些？常見(jiàn)的硅酸鹽工業(yè)指的是哪些？
［知識(shí)學(xué)習(xí)］
一、改變材料的組成
1、合金：
⑴定義：
(2)合金的類型：合金可以分為三種類型：
A、金屬固溶體：這是一種金屬均勻地分布在另一種金屬內(nèi)形成的復(fù)合體，是固態(tài)溶液。固 溶體只有一種晶格類型。像黃銅 (67%Cu, 33%Zn)、銀與金的合金都是金屬固溶體。
B、金屬互化物：金屬與金屬之間生成的化合物。 其組成有的是固定不變的， 如銅化鋅(ZnCu)、
碳化鐵(Fe3C)等；有的是可變的，如銅錫合金就有 Cu5Sn Cu31Sn8 Cu3Sn等多種不同組成。 金屬互化物不能
2、用通常的化合價(jià)來(lái)解釋。
C、機(jī)械混合物：其晶體由兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)混合而成，每一小晶體中只有一種金 屬。同前兩類合金不同，機(jī)械混合物的組成是非均一的。鋼、生鐵、青銅等屬這一類合金。 ⑶合金的性質(zhì)： 2、貯氫合金： 貯氫反應(yīng)：
3、硅酸鹽材料和特種陶瓷
⑴水泥
水泥的制取原料：
普通水泥的主要成分是
(2)玻璃
制取玻璃的原料
制取玻璃的反應(yīng)
(3)陶瓷
①制造陶瓷的主要原料：粘土。
②制造陶瓷的一般過(guò)程：混合、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻、成為陶器。
③陶瓷的種類(根據(jù)原料、燒制溫度劃分 廣土器、陶瓷、瓷器、垢器等。
特種陶瓷是有別于傳統(tǒng)或普通陶瓷而言的
3、， 又叫高技術(shù)陶瓷、先進(jìn)陶瓷、精細(xì)陶瓷、 新型陶
瓷、現(xiàn)代陶瓷、高性能陶瓷、工程陶瓷等。
特種陶瓷是在傳統(tǒng)陶瓷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的， 是指采用高度精選的原料， 具有能精確控 制的化學(xué)組成，按照便于進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及便于控制的制備方法進(jìn)行制造、 加工的，具有優(yōu)
異特性的陶瓷。
特種陶瓷一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類， 結(jié)構(gòu)陶瓷是指用于各種結(jié)構(gòu)部件， 以發(fā)
揮其機(jī)械、熱、化學(xué)和生物等功能的高性能陶瓷。 功能陶瓷是指那些可利用電、 磁、聲、光、 熱、彈等性質(zhì)或其耦合效應(yīng)以實(shí)現(xiàn)某種使用功能的先進(jìn)陶瓷，也可以叫做特種功能陶瓷。
二、提高材料的純度
超純硅的制取反應(yīng)原理：
粗硅的制取反應(yīng)
4、：
粗硅提純反應(yīng)：
高純硅的獲得反應(yīng)：
高純硅的用途
［課堂練習(xí)］
1、下列物質(zhì)中沒(méi)有固定熔點(diǎn)的是
A.二氧化硅 B.硅酸鈉 C.玻璃 D.氫氧化鈉
2、鋼化玻璃的重要用途是制造汽車車窗，鋼化玻璃是普通被進(jìn)行淬火處理得到的。合成鋼 化玻璃的主要原料是
A.純堿、石灰石、石英、硼砂 B.純堿、石灰石、石英
C.石英 D.純堿、石灰石、石英、氧化鋁
3、某硅酸鹽樣品含鋅 58.6%,其化學(xué)組成用氧化物形式可表示為 nZnO- SiO2,則n的值等
于
A. 2 B. 3 C. 1 D. 1/2
4、下列對(duì)制取水泥和玻璃的共同特點(diǎn)的敘述中，錯(cuò)誤的是
A.生產(chǎn)設(shè)備相
5、同 B.原料中均有石灰石
C.反應(yīng)都在高溫下進(jìn)行 D.發(fā)生的都是復(fù)雜的物理化學(xué)變化
H2O、酸等均無(wú)作
根據(jù)一下材料回答 5、6、7、8、9、10、11題：
硅晶體結(jié)構(gòu)類似于金屬，如可刻劃玻璃，低溫下單質(zhì)硅不活潑，與空氣、
用， 但可與強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑在適當(dāng)溫度下作用。 如， 硅能與鹵素在加熱或高溫下生成四鹵化
硅， 高價(jià)態(tài)的硅化合物可在高溫下被碳、鎂、 氫等還原劑還原成單質(zhì)硅， 工業(yè)上也可用硅石
與焦炭在高溫下制金剛砂 (SiC) 。某高純硅煉制廠卻利用天然氣、食鹽、石英為原料制取用
作半導(dǎo)體材料的高純硅 ( 含雜質(zhì)少于百萬(wàn)分之一 ) 。
5、假設(shè)根據(jù)每步反應(yīng)建立一個(gè)車間，
6、該廠需建 ( ) 個(gè)車間
A． 3 B． 4 C． 5 D． 6
6、生產(chǎn)原理中未涉及的反應(yīng)類型是
A.氧化還原反應(yīng) B .置換反應(yīng) C.化合反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng) E.分解反應(yīng)
7、該廠家不采用石英與焦炭直接制高純硅的主要原因是
A.產(chǎn)量太低 B.產(chǎn)品中含過(guò)量的硅石或焦炭
C.產(chǎn)品中含SiC D.消耗能量大
8、下列關(guān)于硅的說(shuō)法中，不正確的是
A、硅是地殼中含量較豐富的元素
B、在自然界里，硅存在于各種礦物質(zhì)和巖石中的形式是硅酸
C、晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，都是原子晶體
D、 . 硅是良好的半導(dǎo)體材料
9、下列①?⑧中物質(zhì)間的反應(yīng)不能產(chǎn)生氣體的是
①石灰石和鹽酸
7、蒸氣
⑤過(guò)氧化鈉與水
A、①和⑤
②冷濃硫酸中投入鋁片 ③石英與蘇打混和加強(qiáng)熱 ④石墨與高溫水
⑥氟與水 ⑦鈉與硫酸銅溶液 ⑧碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液
以④和⑦ C、③和⑦ D②和⑧
10、有一天然透明晶體 A是高熔點(diǎn)，高硬度的物質(zhì)， A在純氧中不能燃燒，但在高溫時(shí)既能
和石灰石，又能和純堿反應(yīng)都放出氣體 B， A 雖不能溶于強(qiáng)酸，但卻能溶于氫氟酸，并生成
氣體C, A和燒堿溶液反應(yīng)生成 D的水溶液，當(dāng)氣體 B通入溶液中去，能生成不穩(wěn)定的白色
膠狀沉淀E,在干燥的空氣中，E失去部分水，得到白色粉末 F, F加熱后重新生成 Ao
(1)試推斷出A B、C、D> E、F各是什么物質(zhì)？寫出其化學(xué)式。
(2) 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
11、已知 SiO2+2CSi + 2COT ; Si + CSiC。
現(xiàn)有石英砂和炭粉的混合物 1mol ，于高溫下在電爐里充分反應(yīng)后，得殘留固體；
若石英砂與混和物的物質(zhì)的量之比 n(0 v nv 1),試討論n取何值時(shí)，殘留物的成分及其物
質(zhì)的量。
n
例：n = 1/3
殘留固體
Si
物質(zhì)的量（摩）
1/3（或 x）
《材料組成的優(yōu)化》教案2
