《材料組成的優(yōu)化》導學案2-1

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1、《材料組成的優(yōu)化》學案 學習目標 1 .了解改變材料的組成的方法。 2 .了解硅酸鹽材料和特種陶瓷。 3 .了解常見的提高材料的純度的方法。 情感目標 通過對材料組成的優(yōu)化的學習，培養(yǎng)學生學習化學的興趣。 學習重點難點 材料組成的優(yōu)化的方法 學習過程 【問題】合金的性質及特點有哪些？常見的硅酸鹽工業(yè)指的是哪些？ 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形成的復合體， 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

2、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、Cu3iSn8、Cu3Sn等多種不 同組成。金屬互化物不能用通常的化合價來解釋。 C、機械混合物：其晶體由兩種或兩種以上的晶體結構混合而成，每一小晶體中只有一 種金屬。同前兩類合金不同，機械混合物的組成是非均一的。鋼、生鐵、青銅等屬這一類合 金。 (3)合金的性質： 2 .貯氫合金： 貯氫反應： 3 .硅酸鹽材料和特種陶瓷 (1)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

3、 制取玻璃的反應 (3)陶瓷 ①制造陶瓷的主要原料：粘土。 ②制造陶瓷的一般過程：混合、成型、干燥、燒結、冷卻、成為陶器。 ③陶瓷的種類(根據原料、燒制溫度劃分)：土器、陶瓷、瓷器、垢器等。 特種陶瓷是有別于傳統或普通陶瓷而言的， 又叫高技術陶瓷、先進陶瓷、精細陶瓷、 新 型陶瓷、現代陶瓷、高性能陶瓷、工程陶瓷等。 特種陶瓷是在傳統陶瓷的基礎上發(fā)展起來的， 是指采用高度精選的原料， 具有能精確控 制的化學組成，按照便于進行的結構設計及便于控制的制備方法進行制造、 加工的，具有優(yōu) 異特性的陶瓷。 特種陶瓷一般分為結構陶瓷和功能陶瓷兩大類， 結構陶瓷是指用于各種結構部件，

4、 以發(fā) 揮其機械、熱、化學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、彈等性質或其耦合效應以實現某種使用功能的先進陶瓷，也可以叫做特種功能陶瓷。 二、提高材料的純度 超純硅的制取反應原理： 粗硅的制取反應： 粗硅提純反應： 高純硅的獲得反應： 高純硅的用途： 練習 1 .下列物質中沒有固定熔點的是 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

5、灰石、石英、氧化鋁 3 .某硅酸鹽樣品含鋅 58.6%,其化學組成用氧化物形式可表示為 nZnOSO2,則n的值 等于 A. 2 B. 3 C. 1 D, 1/2 4.下列對制取水泥和玻璃的共同特點的敘述中，錯誤的是 A.生產設備相同 B.原料中均有石灰石 C.反應都在高溫下進行 D.發(fā)生的都是復雜的物理化學變化 H2O、酸等均 根據一下材料回答5、6、7題： 硅晶體結構類似于金屬，如可刻劃玻璃，低溫下單質硅不活潑，與空氣、 無作用， 但可與強堿和強氧化劑在適當溫度下作用。 如， 硅能與鹵素在加熱或高溫下生成四 鹵化硅， 高價態(tài)的硅化合物可在高溫下被碳、鎂、 氫等還原劑還原

6、成單質硅，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 取用作半導體材料的高純硅 (含雜質少于百萬分之一 )。 5．假設根據每步反應建立一個車間，該廠需建 ( )個車間 A ． 3 B． 4 C． 5 D． 6 6．生產原理中未涉及的反應類型是 A ．氧化還原反應 B ．置換反應 C.化合反應 D ．復分解反應 E.分解反應 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.產量太低 B.產品中含過量的硅石或焦炭 C.產品中含SiC D.消耗能量大 8．下列關于硅的說法中，不正確的是 A、硅是地殼中含

7、量較豐富的元素 B 、在自然界里，硅存在于各種礦物質和巖石中的形式是硅酸 C、晶體硅的結構與金剛石相似，都是原子晶體 D 、硅是良好的半導體材料 9.下列①?⑧中物質間的反應不能產生氣體的是 ①石灰石和鹽酸 ②冷濃硫酸中投入鋁片 ③石英與蘇打混和加強熱 ④石墨 與高溫水蒸氣 ⑤過氧化鈉與水 ⑥氟與水 ⑦鈉與硫酸銅溶液 ⑧碳酸氫鈉與 氫氧化鈉溶液 A、①和⑤ B、④和⑦ C、③和⑦ D、②和⑧ 10．有一天然透明晶體 A 是高熔點，高硬度的物質， A 在純氧中不能燃燒，但在高溫時 既能和石灰石，又能和純堿反應都放出氣體 B ， A 雖不能溶于強酸，但卻能溶于氫氟酸，并 生成

8、氣體C, A和燒堿溶液反應生成 D的水溶液，當氣體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？寫出其化學式。 (2) 寫出有關反應的化學方程式。 高溫 高溫 11.已知SiO2+2C=== Si+2COf； Si+C===SiC。 現有石英砂和炭粉的混合物 1mol ，于高溫下在電爐里充分反應后，得殘留固體； 若石英砂與混和物的物質的量之比 n(0vnv1),試討論n取何值時，殘留物的成分及其 物質的量。 n 例：n= 1/3 殘留固體 Si 物質的量（摩） 1/3（或 x）