高中化学主题4认识生活中的材料课题2走进宝石世界名师课件4鲁科版选修

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1 金刚石、刚玉、珍珠、玛瑙等宝石中能够耐酸碱腐蚀的是( )。
A.金刚石
B.刚玉
C.珍珠
D.玛瑙
解析:刚玉的主要成分为 Al2O3,可与酸、碱反应;珍珠的主要成分为 CaCO3,可与 酸反应;玛瑙的主要成分是 SiO2,可与碱反应;金刚石的主要成分为 C,几乎不受 所有强酸、强碱的腐蚀。
颜色
化学性质
宝石鉴定和划
宝石含有致色元素,使宝石具
有美丽的颜色,是评价和鉴定
宝石的重要标准。
多数宝石在常
含义 及 实例
分档次、等级的 主要标准之一。 常见宝石的摩 氏硬度:金刚石 10、刚玉 9、黄 玉8
自色:宝石所含主要元素所产 生的颜色,如橄榄石主要成分 是铁镁硅酸盐,铁元素使其呈 绿色; 他色:宝石所含杂质元素的颜 色,纯净的刚玉无色,含 Cr 显 红色称为红宝石,含 Fe、Ti 时显蓝色称为蓝宝石
低
较高
很高
较低
较高
很高
较低
易溶于水等 极性溶剂
难溶于任何溶 剂
相似相溶
晶体不导电, 水溶液或熔 融液导电
一般不具有导 电性
一般不导电
无
无
无
金属晶体 有的很大,有的很 小 有的很高,有的低 高低相差很大 难溶于常见溶剂
电和热的良导体
良好
一二
实例列举
单质,如金刚
大部分盐、 石、晶体硅、晶 单质,如 H2、
温常压下性质 稳定,如金刚石, 但珍珠的主要 成分为碳酸钙, 遇酸和碱都会 受到腐蚀
一二
2.宝石的用途 (1)红宝石用于制造激光发生器。 (2)水晶:重要的压电材料,用于制石英表;重要的光学材料,用于制光学镜片。 (3)金刚砂:工业磨料,用于对大理石、花岗岩、陶瓷制品和金属材料的表面 进行磨光处理。
强碱等,如 体硼;共价化合 Cl2、O2;共价 金属单质,如钠、铜;
NaCl、KOH、物,如 SiO2、 化合物,如冰、 合金,如青铜、钢
NH4NO3
SiC、B4C3、BN SO3
等
知识点1 知识点2
知识点 1 宝石的成分、功能与性质
【例题 1】 有关宝石的下列说法中,正确的是( )。 A.宝石的硬度和颜色是评价和鉴定宝石的重要因素 B.刚玉的硬度大于金刚石的硬度 C.红宝石和蓝宝石的主要化学成分不同 D.在清洗水晶、玛瑙首饰时可使用 NaOH 溶液 解析:选项 A 正确。金刚石是自然界中最坚硬的物质,其摩氏硬度是 10,可以切 割、刻划所有天然物质。刚玉的硬度仅次于金刚石。红宝石和蓝宝石的主要成 分都是 Al2O3,二者的区别是:红宝石的致色元素是铬(Cr),蓝宝石的致色元素是 铁(Fe)和钛(Ti)。水晶、玛瑙的主要化学成分是 SiO2,在清洗时不能用强碱溶液, 因为 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O。 答案:A 点拨:本题涉及的知识点多为记忆的知识点,加强基础知识的记忆即可。
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5 激光技术利用了宝石中的( )。
A.金刚石B.珍珠来自C.金刚砂D.红宝石
解析:宝石除了用来加工工艺品和首饰外,在其他方面也应用广泛,其中用于激
光技术的是红宝石。
答案:D
你想知道宝石的成分吗?请走进宝石世界。
一二三
一、从钻石说起
1.原子晶体 (1)原子晶体:相邻原子间均以较强的共价键相结合,在空间按一定规则排 列的晶体。 (2)常见的原子晶体有:金刚石、单质硅、单质硼、金刚砂(SiC)、石英(SiO2)、 碳化硼(B4C3)、氮化硼(BN)等。 2.金刚石 (1)结构: 金刚石中的每个碳原子都与它周围的四个碳原子以共价键相结合,形成牢 固的正四面体结构,属于原子晶体。 (2)性质: 金刚石熔点高,是自然界中最硬的物质。可用它切割所有的天然物质。 金刚石化学性质很稳定,不溶于水,耐酸、碱腐蚀,在纯氧中加热到 720~800 ℃ 才能燃烧,燃烧时生成 CO2。
答案:A
2 下列宝石的致色元素错误的是( )。 A.孔雀石——铜(Cu) B.猫眼石——铬(Cr)、铁(Fe) C.红宝石——铬(Cr) D.黄玉——铬(Cr) 解析:黄玉的致色元素是铁(Fe),不是铬(Cr)。 答案:D
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3“翡翠西瓜”是慈禧太后众多的陪葬品中非常著名的一件,它的主要化学
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三、宝石的价值
1.装饰功能。 2.医药功能:珊瑚、珍珠、玛瑙、琥珀都是中药药材。珍珠有镇惊安神、止 咳化痰等功效。 3.其他功能:有些宝石具有特殊性质,成为一些工业技术必需的材料,如金刚 石、红宝石、水晶等广泛应用于钻探、研磨、激光等领域。
一二
一、宝石的性质和用途
1.宝石的性质
性质
物理性质 硬度
一二
二、晶体的基本类型和性质
类型 比较
离子晶体 原子晶体
构成 晶体 结 的粒子 构 粒子间 的相互 作用力
阴、阳离子 离子键
原子 共价键
分子晶体
分子
分子间 作用力
金属晶体 金属阳离子、自由 电子
金属键
一二
类型 比较
硬度
熔点
沸点
性 质
溶解性
导电、 导热性
延展性
离子晶体 原子晶体
分子晶体
较大、质脆 很高
知识点1 知识点2
知识点 2 原子晶体的结构与性质
【例题 2】 科学家成功地在高压下将 CO2 转化为具有类似 SiO2 结构的原子晶 体,下列关于 CO2 原子晶体的说法正确的是( )。 A.CO2 原子晶体可用来制高硬度的钻头 B.在一定条件下,CO2 原子晶体转化为分子晶体是物理变化 C.CO2 原子晶体和 CO2 分子晶体具有相同的物理性质 D.在 CO2 原子晶体中,每一个碳原子周围结合两个氧原子 解析:依题意,此时 CO2 晶体类似于 SiO2 晶体,属于原子晶体,其硬度很大,可用来 制作高硬度的钻头,A 正确。由原子晶体转化为分子晶体,原子间的共价键发生 改变,属于化学变化,B 错误。CO2 原子晶体和 CO2 分子晶体的物理性质差别很 大,C 错误。CO2 原子晶体中每个 C 原子周围结合 4 个 O 原子,D 错误。 答案:A 点拨:在通常情况下 CO2 为分子晶体,但此题根据信息可知 CO2 为原子晶体,具 有原子晶体的性质,结构类似 SiO2 晶体。
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(3)主要用途: ①因为金刚石坚硬耐磨,可以制成各种切割和钻探工具。 ②金刚石经雕琢可制成装饰品钻石。 3.晶体的分类 晶体可分为原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体。 4.各种各样的宝石 (1)天然宝石: ①矿物单晶:如钻石、红宝石、蓝宝石等。 ②生物宝石:如珍珠、琥珀、珊瑚等。 (2)人工合成宝石:如人工合成的祖母绿等。 思考:钻石和宝石是一回事吗? 提示:钻石也叫金刚石,是碳的单质,只是宝石中的一种;而宝石是各种各样 的,其成分复杂。
课题2 走进宝石世界
1.通过对钻石晶体结构的认识,了解四种主要晶体类型及典型代表物。 2.通过对宝石的了解,学习更多关于无机元素及化合物组成、性质方面的知识。 3.培养学生学习化学的兴趣,体会化学知识与生活密切相关。
数千年来,红宝石一直是世界上最有价值的宝石。天然红宝石的产地非常 稀少,优质的红宝石只有缅甸一处出产,并且产量也逐渐在减少之中,现在可以 说几乎衰退殆尽,大的宝石已不再出现。也正因为其稀少而显得极其珍贵。红 宝石是达宝石级的刚玉矿物,是已知的最耐久的一种氧化铝的结晶形态。你了 解宝石吗?宝石为什么会有不同的颜色?
成分是 NaAl(SiO3)2,其致色元素是( )。
A.钠(Na)
B.铝(Al)
C.硅(Si)
D.铬(Cr)
解析:翡翠的致色元素为铬元素。
答案:D
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4 关于宝石的结构与性质,下列说法正确的是( )。 A.金刚石是原子晶体,它是自然界中最硬的物质 B.刚玉也是离子晶体,其化学成分是 SiO2 C.珍珠就是比较纯净的 CaCO3 D.红宝石中含有微量元素 Cu,蓝宝石中含有微量元素 Fe 解析:刚玉的主要成分是 Al2O3,不是 SiO2;纯净的宝石为无色,含微量元素铬的 宝石呈红色,含微量元素铁和钛的宝石呈蓝色;珍珠的主要成分是碳酸钙和有机 质。 答案:A
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二、宝石的性质
1.宝石的硬度——摩氏硬度 (1)含义:是一种刻划硬度,即相对硬度,只表示宝石硬度的顺序位置。 (2)应用:不仅可用于宝石的鉴定,还是划分宝石档次和等级的主要标准之 一。 2.宝石的颜色 (1)致色元素: ①概念:使宝石显出美丽颜色的化学元素。 ②常见的致色元素有:钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜等。 (2)颜色成因的分类: ①自色: 宝石所含的主要元素所产生的颜色。如橄榄石的化学成分为铁镁硅酸盐, 它所含的铁元素使其呈现绿色。 ②他色: 宝石所含微量杂质元素所产生的颜色。如红宝石含铬元素,蓝宝石含铁、 钛元素。
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3.宝石的化学性质 多数宝石矿物的化学性质在常温、常压下相对稳定,但由于宝石矿物的化 学组成各不相同,其化学性质也有很大差异。 (1)金刚石几乎不受所有的强酸、强碱的腐蚀。 (2)以二氧化硅为主要成分的宝石(如水晶、玛瑙)怕碱腐蚀。 (3)主要成分是碳酸钙和有机化合物的珍珠,怕酸腐蚀。 思考:珍珠饰品能否用醋酸洗涤?红宝石能否用碱液洗涤? 提示:珍珠的主要成分为 CaCO3,与酸反应;红宝石的主要成分为 Al2O3,不能 用碱液洗。因为,CaCO3+2CH3COOH (CH3COO)2Ca+CO2↑ +H2O,Al2O3+2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]。