学而不思则惘，思而不学则殆第三单元化学与材料的发展学习重点（难点）：1、硅氧四面体的特殊性，一些无机非金属材料生产的化学原理。形成对化学与材料发展关系比较全面的认识。2、金属冶炼的原理，金属腐蚀的原理和防腐方法。电解、电镀的原理。3、常见高分子材料的生产原理。知识归纳：一、无机非金属材料原料成分生产原理性能、用途传统硅酸盐材料陶瓷黏土高温烧制抗氧化、 抗酸碱腐蚀、 耐高温、绝缘、易成型。盛放物品、艺术品玻璃石英砂、石灰石、纯碱Na2SiO3CaSiO3Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaCO3类似光学玻璃、 耐腐蚀玻璃， 不同颜色玻璃。水泥石灰石、黏土硅 酸 二 三钙 铝 酸 三钙、铁铝酸钙磨成粉煅烧加石膏等粉磨水硬性，用作建筑材料。混凝土：水泥、砂子、碎石新材料碳化硅SiO2,C SiC SiO2+CSiC+CO结构与金刚石相似，硬度大，优质磨料，性质稳定，航天器涂层材料。氮化硅高纯 Si、N2Si3N43Si2N2Si3N43SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl熔点高、 硬度大、 化学性质稳定， 制造轴承、 气轮机叶片、发动机受热面。单质硅高 纯 焦炭、石英砂Si SiO22CSi+2CO半导体工业高温高温高温高温学而不思则惘，思而不学则殆=SiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl 金刚石CH4C CH4=C（金刚石） 2H2研磨材料其 余 新材料C60（新型贮氢材料）、超导材料等二、金属材料金属活动顺序表：标出金属冶炼的方法及范围：原料装置原理炼铁铁矿石、焦炭、石灰石、空气高炉还原剂 CO 的生成： C+O2=CO2CO2+C=2CO 生铁形成： Fe2O3+3CO=2Fe+3CO炼钢生铁氧 气 顶吹转炉降低 C:2C+O2=2CO 2Fe+O2=2FeO FeO+C=CO+Fe 除杂质 :FeS+CaO=CaS+FeO 脱硫添加合金元素：Cr、Mn 、Ni 炼铝铝土矿、纯碱、石灰、 煤、燃料油电解槽铝土矿溶解： Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 氢氧化铝析出：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3氢氧化铝脱水：2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 电解氧化铝：2Al2O34Al+3O2冰晶石 (Na3AlF6)氧化铝熔融液,少量 CaF2阳极：6O212e-=3O2阴极：4Al3+12e-=4Al 金属腐蚀及防护：分类实例高温电解学而不思则惘，思而不学则殆金属腐蚀原理化学腐蚀氧气、氯气等，温度影响较大。钢材高温容易氧化一层氧化皮电化学腐蚀原电池反应，例如钢材吸氧腐蚀（大多）： 阴极 1/2O2+H2O+2e-=2OH-阳极 Fe-2e-=Fe2+ 析氢腐蚀（酸性）： 阴极 2H+2e-=H2阳极 Fe-2e-=Fe2+金属防腐方法氧化膜用化学方法在钢铁、铝的表面形成致密氧化膜电镀镀铬、锌、镍（在空气中不容易发生化学变化的金属，原理）其余改善环境、牺牲阳极（原电池的负极）、外加电流等三、高分子材料分类：天然高分子：淀粉、纤维素、蛋白质合成高分子：聚合成方法举例基本概念加成聚合反应聚氯乙稀：聚苯乙烯：单体：链节：聚合度：缩合聚合反应涤纶：塑料分类结构性质举例热塑性线型溶解于一些有机溶剂，一定温度范围会软化、熔融，加工成形聚乙烯热固性体型不易溶于有机溶剂，加热不会熔融酚醛树脂高分子材料降解分类：生物降解、光降解、化学降解废旧高分子材料的再利用途径：（1）再生、改性重新做成有用材料和制品；（2）热裂解或化学处理的方法制备多种化工原料；（3）作为燃料回收利用。学而不思则惘，思而不学则殆知识点一：玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途玻璃是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2OCaO 6SiO2), 主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，普通玻璃主要是非晶的二氧化硅(SiO2) ，亦即石英， 或砂的化学成分。纯正的硅土溶点为摄氏 2000 度。因此制造玻璃时一般会加入两种材料：碳酸钠 (Sodium Carbonate,Na2CO3 ，即苏打粉 )及碳酸钾 (potash ，钾碱 ) 。这样硅土溶点将降至1000 度左右。 但是因为碳酸钠会令玻璃溶于水中，因此通常还要加入适量的氧化钙CaO ，使玻璃不溶于水。1. 关于工业生产的下列说法正确的是( )A.工业上铁的冶炼是在沸腾炉中进行B.从海水中提取镁时，需要将石灰石加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀C.以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”D.在生产玻璃、水泥和炼铁时，都用到的原料是纯碱2. ( )A. 陶瓷、水泥B.单晶硅、玻璃C.氮肥、漂白粉D.石英玻璃、烧碱3. 下列化学实验事实及其解释都正确的是( ) A.过量的铜屑与稀硝酸作用，反应停止后， 再加入 1mol/L 稀硫酸， 铜屑又逐渐溶解是因为铜可直接与1mol/L 稀硫酸反应B. 铁钉放在浓硝酸中浸泡后，再用蒸馏水冲洗，然后放入CuSO4溶液中不反应，说明铁钉表面形成了一层致密稳定的氧化膜C.粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌比纯锌还原性强D.工业制玻璃的主要反应之一：高温下Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2该反应原理可用“强酸H2CO3制弱酸 H2SiO3”来解释4. 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成(1) 酚醛树脂有苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中 _加入甲醛，且反应釜应装有_装置(2) 玻璃纤维由玻璃拉丝得到普通玻璃是由石英砂、 _和石灰石 ( 或长石 ) 高温熔融而成，主要反应的化学方程式为_(3) 玻璃钢中玻璃纤维的作用是_玻璃钢具有 _等优异性能 ( 写出亮点即可) (4) 下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是_a深埋b粉碎后用作树脂填料c用作燃料d用有机溶剂将其溶解，回收树脂5. 世博会中国馆“东方之冠”，它由钢筋混凝土、7000 多块红色铝板和1200 多块玻璃等建成。钢筋混凝土( 选填“是”或“不是”) 复合材料。生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是；石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特种玻璃，石英玻璃的主要成分学而不思则惘，思而不学则殆是；有机玻璃 ( 聚甲基丙烯酸甲酯) 实际上不是硅酸盐材料，而是一种，( 选填“橡胶”或“纤维”或“塑料”) 有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过反应合成的有机高分子材料。6. 实验室储存固体试剂可以放在广口瓶中, 液体试剂放在细口瓶中, 但是有些试剂必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中. 以下物质必须储存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中的是( ) KOH溶液Na2CO3溶液盐酸氢氟酸澄清石灰水硝酸NaOH 溶液A.B.C.D.7. 有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在纯O2中燃烧只得到一种气体产物X，该无色气体的密度是相同状况下空气密度的1.52 倍；B固体能溶于热的烧碱溶液，得到溶液 Y，向 Y溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀Z；将 B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热至高温，能得到C，C无固定的熔点。则A为_，B为_，C为_。( 填物质名称 ) 8. 下列有关化学工艺的说法不正确的是( )A.制玻璃时，常加入氧化铁以降低生产成本B.电解法冶炼铝时，常加入冰晶石以降低熔点C.合成 ABS树脂时采用共聚技术改进高分子材料的性能D.高炉炼铁时，常加入石灰石以除去铁矿石中的脉石9. (1)工业上制造普通玻璃的原料是_、_、_(2) 高岭石的组成为Al2(Si2O5)(OH)4，若改用氧化物的形式表示其组成为_10. 下列说法正确的是( )A.普通水泥可以在潮湿的空气中长期存放B.高温结构陶瓷可用于制造汽车发动机C.普通玻璃的成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D.生铁和钢都是铁碳合金，生铁比钢的含碳量低知识点二：含硅矿物及材料的应用1. 下列物质的用途不正确的是( )A.硅是制造太阳能电池的常用材料 B.硅是制造光导纤维的主要材料C.水玻璃可用作木材防火剂 D.碳化硅可做砂纸、砂轮的磨料2. 实验室熔化苛性钠可选用坩埚做容器制造这种坩埚的材料应该是( )A.铁 B.玻璃 C.二氧化硅 D.陶瓷3. 化学与生产、生活、社会密切相关下列有关说法不正确的是( )A.明矾和氯气均可用于自来水的消毒、杀菌学而不思则惘，思而不学则殆B.大气中直径小于或等于2.5 微米的颗粒物称为PM2.5， PM2.5也称为可吸入肺部颗粒物，不仅会造成空气污染，还威胁着人类健康，应加强监测和治理C.今年夏天，云南省有118 个县市发生极其严重的旱情，缓解旱情的措施之一是可以用干冰或溴化银进行人工增雨D.煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源4. 玻璃、陶瓷和水泥是三大重要的无机非金属材料，它们的组成成分都含有的元素是( )A.S B.C C.Si D.O 5. 生活中处处有化学，下列表述不正确的是()A.燃煤时加入适量的石灰石可减少二氧化硫的排放B.用于制作集成电路板的酚醛树脂是天然高分子化合物C.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂的原料D.控制工业废水和生活污水的排放可以有效地防止水体污染，改善水质6. 下列各组物质依次满足如图所示转化关系的是( 图中箭头表示一步转化)( ) a bcdSi SiO2H2SiO3Na2SiO3Al AlCl3NaAlO2Al(OH)3C uCuO Cu(OH)2CuSO4N aNaOHNa2CO3NaHCO3A. B. C. D.7. 玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分都含有的元素是( ) A.C B.S C.Si D.Cl 8. 下列实验现象与对应化学方程式都正确的是( ) A.金属钠投入水中， 浮在水面熔成小球， 并在水面快速移动， 得到的溶液显碱性； 2Na+2H2O2NaOH+H2B.氢气在氯气中安静的燃烧，发出淡蓝色火焰，瓶口出现白雾；H2+Cl22HCl C.FeSO4溶液中加入NaOH 溶液时，生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色； 2Fe（OH ）2+O2+H2O2Fe（ OH ）3D.向 Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸，边加边振荡， 有透明的硅酸凝胶产生；Na2SiO3+2HClH2SiO3（胶体） +2NaCl 9. 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的蒸气和NH3气的混合物反应制取粉末状Si3N4对空气和水都不稳定，粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质但是，将粉末状Si3N4和适量 MgO( 难熔 ) 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、对空气和水都相当稳定的固体材料(1) 写出由 SiCl4和 NH3制备 Si3N4的反应方程式：_学而不思则惘，思而不学则殆(2) 分别写出粉末状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 H2O和 O2的侵蚀？知识点三：金属冶炼的一般原理金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来金属冶炼的方法主要有：热分解法 ：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：热还原法 ：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO 、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：电解法 ： 活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：金属冶炼的实质是从金属的化合物中获得金属单质的过程1. 冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：( ) 火烧孔雀石炼铜；(