无机非金属材料--硅酸盐资料
硅酸盐
2、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是 、下列物质中 不能用玻璃瓶来盛装的是 不能用玻璃瓶来盛装的是( C.氢氟酸 氢氟酸
3、要除去SiO2中的 、要除去 中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ B 杂质， 杂质 最适宜的试剂是（ A.纯碱溶液 纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液
（4）钢筋混凝土 ） 混凝土：水泥，沙子， 混凝土：水泥，沙子，碎石 钢筋 （5）水泥发展的趋势 ）
黏土的主要成分:Al 黏土的主要成分 2O3 · 2SiO2 · 2H2O
陶瓷 无机非金属材料 硅酸盐产品 玻璃 水泥
t
陶器
瓷器
玻璃
玻璃
有色玻璃
加入了不同的金属氧化物 金属氧化物
钢化玻璃
普通玻璃加热接近熔化 熔化 再急速冷却 急速冷却
玻璃
几 种 常 见 玻 璃 简 介
因混有铁的化合物显浅绿色 在原料里加入某些金属氧化 物均匀地分散到玻璃态物质里， 物均匀地分散到玻璃态物质里， 把普通玻璃放在 8月华裔 蓝玻璃 光导纤维： 光导纤维：1964年 月华裔 年 使玻璃呈现出特征颜色。 使玻璃呈现出特征颜色。 电炉里加热， 电炉里加热，使它软 科学家高锟首先提出用玻 红玻璃 然后急速冷却， 化，然后急速冷却， 璃纤维代替金属导线，被 璃纤维代替金属导线， 得到钢化玻璃。 得到钢化玻璃。其机 誉为“纤维光学之父” 如试管等 化学仪器玻璃 誉为“纤维光学之父”。 械强度比普通玻璃大 比头发丝还细的一对光导 4——6倍，不易破碎。 倍 不易破碎。 纤维上同时传送3万门电话 纤维上同时传送 万门电话 如放大镜 光学仪器玻璃 且中继距离长达 且中继距离长达20—— 50Km，保密性能好。 ，保密性能好。
放入蒸馏水 放入蒸馏水 现象 当水分蒸发后 滤纸燃烧
《无机非金属材料》课件
300℃
Si + 3HCl
SiHCl3 + H2
1100℃
SiHCl3 + H2
Si + 3HCl
硅单质的用途 硅芯片、太阳能电池
硅芯片
硅太阳能电池
2.二氧化硅 沙子
玛瑙
水晶 石英
物理性质： 难溶于水， 熔点高， 硬度大 ， 不导电
SiO2的化学性质
a.酸性氧化物
①与碱溶液反应：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 已知：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，
透明陶瓷
超导陶瓷
4.碳纳米材料
富勒烯
石墨烯
碳纳米管（单壁） 碳纳米管（多壁）
分类
传统无机 非金属材料
名称 陶瓷
玻璃
水泥
性能
主要用途
熔点高、硬度大、耐腐蚀、 建筑材料、日常器皿、
性质稳定
卫生洁具
透光性好、硬度大、 无固定熔点
建筑材料、各种器皿、 光学仪器等
遇水逐渐变硬（水硬性）、 大量用于建筑、水利、
《无机非金属材料》
一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料
兵马俑
天津大剧院
珠港澳大桥
硅酸盐： 组成：硅、氧与其他金属元素结合而成的
化合物的总称。 结构：Si和O构成了硅氧四面体 特点：硬度高、熔点高、难溶于水、
化学性质稳定、耐腐蚀
1.陶瓷
主要原料：黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐） 特点：抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 用途：建筑材料、绝缘材料、日常器皿、卫生洁具
2.玻璃
主要原料：纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2） 生产设备：玻璃窑 反应原理：SiO2 + CaCO3 高温 CaSiO3 + CO2 ↑
5-3 无机非金属材料
富勒烯
富勒烯是由碳原子构成的 一系列笼形分子的总称，其中 的C60是富勒烯的代表物。C60的 发现为纳米科学提供了重要的 研究对象，开启了碳纳米材料 研究和应用的新时代。
(4) 硅的应用 半导体材料 集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等
3、二氧化硅
二氧化硅可用来生产光 导纤维。光导纤维的通信容 量大，抗干扰性能好，传输 的信号不易衰减，能有效提 高通信效率。
（1）、存在:
水晶
结晶形（石英晶体） 水晶 无色透明 玛瑙 彩色环带或层状
硅石
无定形——硅藻土
玛瑙
SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结 晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。
一、 硅酸盐材料
2、传统无机非金属材料 原料 工业设备
水泥 条件
石膏的作用 混凝土
黏土和石灰石 水泥回转窑 高温煅烧 调节水泥硬化速率 水泥、沙子和碎石等与水混合
二、 新型无机非金属材料
（一）硅和二氧化硅 1、 硅元素的存在与结构
含量
存在 存在形态
地壳中 居第_二__位
__氧__化__物___ _和__硅__酸__盐___
原子结构 示意图
周期表中位置
第__三__周__期_、 第__Ⅳ__A__族_
2、单质硅化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼 （1）常温下 只和F2 、HF、强碱反应
Si + 2F2 === SiF4
Si + 4 HF === SiF4 + 2H2
Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2
2020-2021学年高二化学新教材人教版必修第二册教师用书：5.3.1硅酸盐材料含解析
第三节无机非金属材料第1课时硅酸盐材料课前自主预习一、硅酸盐1．硅酸盐在自然界中的存在形形色色的硅酸盐存在于地球的每一个角落，古代的陶瓷、砖瓦、现代的玻璃、水泥等，都是硅酸盐产品。
2．硅酸钠(1)物理性质：可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有强的黏合性。
(2)化学性质：①过量的CO2通入到Na2SiO3溶液中，发生的反应方程式为：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3，反应的原因：酸性H2CO3>H2SiO3。
②向Na2SiO3溶液中滴加CaCl2溶液，发生的反应方程式为：Na2SiO3＋CaCl2===CaSiO3↓＋2NaCl。
(3)用途：①建筑业常使用的黏合剂；②用水玻璃浸泡过的木材和纺织品既防腐蚀，又防火，故常被称为木材防火剂；③还可用作肥皂填料等。
(4)硅酸盐的表示方法：二、硅酸盐产品1．三大传统硅酸盐产品 硅酸盐产品原料 主要设备 水泥石灰石、黏土 水泥回转窑 玻璃纯碱、石灰石、石英 玻璃窑 陶瓷黏土许多硅酸盐具有多孔结构，孔径不同的硅酸盐具有筛分分子的作用，常用作分离、提纯气体或液体混合物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体。
3．传统硅酸盐工业(1)玻璃：①生产过程：纯碱、石灰石、石英等――→粉碎后适当比例玻璃熔炉――→冷却成品玻璃 ②主要化学反应：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑；CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑。
③主要成分：Na2O·CaO·6SiO2。
④几种常见玻璃：a．石英玻璃——成分为SiO2，以纯净的石英为主要原料制成。
b．钢化玻璃——普通玻璃在电炉中加热软化，然后急速冷却而成，机械强度是普通玻璃的4～6倍。
c．有色玻璃——普通玻璃中加入一些金属氧化物，如Cu2O：红色玻璃，Co2O3：蓝色玻璃，MnO2：紫色玻璃等。
(2)水泥：①生产过程：黏土、石灰石――→粉碎后适当比例水泥回转窑――→加入石膏粉碎水泥②变化：发生了复杂的物理化学变化。
无机非金属材料-ppt课件
C60
石墨片层
纳米
碳原子
特别提示
碳纳米材料(富勒烯、石墨烯等)、金刚石、石墨都是碳的同素异形体，它们具有不同的结构(碳原子排列方式不同)和性质。
(1)硅晶片是生产芯片的基础材料( )(2)生产光导纤维的原料是二氧化硅( )(3)二氧化硅是酸性氧化物，只能与碱反应，不能与酸反应( )(4)磨口玻璃塞试剂瓶不能盛放烧碱溶液，但能盛放氢氟酸( )(5)金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异形体( )(6)富勒烯和石墨烯完全燃烧的产物都是二氧化碳( )
解析 水玻璃为硅酸钠溶液，其化学性质稳定，但可与空气中的二氧化碳反应生成硅酸沉淀。
1
2
3
√
3.某博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法不正确的是A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品B.高岭土为含水的铝硅酸盐C.n＝3D.我国在新石器时代已能烧制陶器
第三节 无机非金属材料
第五章 化工生产中的重要非金属元素
1.了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。2.了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用，增强关注社会的意识和责任感。
核心素养发展目标
解析 普通玻璃主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。
1.下列关于硅酸盐材料的说法错误的是A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷B.普通玻璃的主要成分是二氧化硅C.陶瓷的主要原料是黏土D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料
1
2
3
√
2.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是A.这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
硅酸盐
二氧化碳 CO2 状 态 熔沸点 硬度 水溶性 气 态 熔沸很低 能溶于水
二氧化硅 SiO2 固 态 熔点高， 熔点高，硬度大 不溶于水
化 与水反应 CO2 + H2O = H2CO3 不能反应 学 与碱反应 CO +2NaOH=Na CO +H O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 2 2 3 2 高温 性 SiO2＋ CaO =CaSiO3 与碱性氧化物 CO2+Na2O=Na2CO3 质 反应 与 酸
硅的存在与分布 存在：没有游离态，只有化合态分布： 存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分 布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。 布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。
从原子结构认识硅 原子结构认识硅
从原子结构认识硅 从原子结构认识硅
碳是构成有机物 的主要元素
C
Si
硅是构成岩石和许 多矿物的主要元素
碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强 Si无单质状态 Si无单质状态 化合态： 化合态：硅的氧化物和硅酸盐
一、二氧化硅和硅酸
（一）二氧化硅（ SiO2 ） 二氧化硅（ 1、存在 、 天 { 水晶 结晶形（石英晶体） 结晶形（石英晶体） 然 玛瑙 的 SiO2 硅 石 无定形——硅藻土 硅藻土 无定形
3、
物理性质
二氧化碳 化学式 的意义 状 态 硬 度
CO2
二氧化硅
SiO2
表示二氧化碳 分子及其组成
表示二氧化硅晶体 中硅氧原子个数比
气
态
固 态 很大 不溶于水 高
很小 能溶于水 很
水 溶 性
熔沸点 相同点
很 低 都属酸性氧化物
讨论
什么叫酸性氧化物？ 什么叫酸性氧化物？初中学过的酸性氧化物 的通性包括哪些方面（ 为例） 的通性包括哪些方面（以CO2为例） 与水、 与水、碱、碱性氧化物反应
硅酸盐工业简介 新型无机非金属材料
硅酸盐工业简介新型无机非金属材料知识目标了解硅酸盐工业及一些产品；掌握制造水泥、玻璃的主要原料，主要成分以及制玻璃的反应原理；了解几种玻璃的性能与用途；了解陶瓷的制作过程和用途。
了解无机非金属材料的分类，新型无机非金属材料与传统无机非金属材料的特点；了解高温结构陶瓷和光导纤维的特点及用途。
能力目标培养学生的自学能力，通过阅读自己归纳出硅酸盐工业及一些产品，如：制水泥、玻璃的原料。
成分、用途等；培养阅读能力和对新信息的加工、分析能力。
培养学生的阅读能力和自学能力。
情感目标体会化学对人们的生产和生活的巨大贡献，激发学习的热情；我国陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品的产量是世界领先的，激发学生的爱国热情和民族自豪感。
使学生充分认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科学和社会发展中所起的重要作用。
激发热爱科学，努力学习的热情。
知识讲解一、材料的分类按化学组成，材料可以进行如下分类：金属材料、高分子合成材料、无机非金属材料与人们的衣、食、住、行关系非常密切。
材料是人类生活必不可少的物质基础。
没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有特殊的荧光材料，就没有彩色电视；没有高纯的单晶硅，就没有今天的“奔腾IV”；没有特殊的新型材料，“神舟号”宇宙飞船就无法上天。
随着科学和生产技术的发展以及人们生活的需要，一些具有特殊结构、特殊功能的新材料相继研制出来，如半导体材料、超硬材料、耐高温材料、发光材料等，我们称这些材料为新型无机非金属材料，像玻璃刀上的人造金刚石、作为手表轴承的人造红宝石、煤气炉中用于电子打火的压电陶瓷、传输信息的光导纤维都属于新型无机非金属材料。
而水泥、玻璃、陶瓷等都属于传统的非金属材料。
二、传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料新型无机非金属材料具有性质稳定，抗腐蚀耐高温等优点，但质脆，经不起热冲击。
除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如：强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。
2023高考化学基础知识综合复习第十一讲硅与无机非金属材料课件
典例3硅是带来人类文明的重要元素。下列物质的主要成分是硅
酸盐的是( )
A.青花瓷
B.金刚石
C.光导纤维
D.大理石
答案 A 解析 青花瓷主要成分是硅酸盐,A正确;金刚石主要成分是碳单质,B 不正确;光导纤维主要成分是二氧化硅,C不正确;大理石主要成分 是碳酸钙,D不正确。故选A。
二、硅和二氧化硅 1.硅 (1)存在:硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式 存在。 (2)物理性质:硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间,属于半导体。 (3)化学性质 ①常温下,硅不活泼。 ②在加热或高温条件下,硅能与O2、Cl2、HCl等物质反应:
典例10我国已经研制出了一种陶瓷柴油机,这种柴油机的发动机部
件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的,这种材料
是( )
A.普通硅酸盐陶瓷 B.氮化硅陶瓷
C.光导纤维
D.硅钢
答案 B 解析 氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷,具有耐高温、抗氧化、耐 磨蚀等优良性能,可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料 等。故选B。
A.SiO2→Si C.SiO2→H2SiO3
B.CO2→CO D.Si→SiO2
答案 C
解析 SiO2+2C
Si+2CO↑,A 能通过一步反应完
成;C+CO2 2CO,B 能通过一步反应完成;SiO2 不溶于水,不能与水
反应生成 H2SiO3,C 不能通过一步反应完成;Si+O2 SiO2,D 能通过 一步反应完成。故选 C。
3.硅酸钠
(1)硅酸钠易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,具有黏结力强、耐高温
等特性,可以用作黏合剂和防火剂。
(2)与酸反应:Na2SiO3+2HCl === 2NaCl+H2SiO3↓
课时精讲07硅酸盐材料(教师版)
【解析】A项，钢化玻璃是将普通玻璃高温后骤降温度得到，二者成分相同，都属于硅酸盐产品；A错误；B项，有机玻璃属于有机合成高分子材料，B错误；C项，“水玻璃”的主要成分是硅酸钠的水溶液，可以用作矿物胶，C正确；D项，石英玻璃主要成分是二氧化硅，属于酸性氧化物，会与NaOH、Na2CO3等碱性物质发生反应，所以不能制作加热NaOH、Na2CO3等固体的仪器，D错误；故选C。
7．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()
选项
材料
主要化学成分AΒιβλιοθήκη 刚玉、金刚石三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
【答案】A
【解析】刚玉和金刚石的成分分别是三氧化二铝和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙；普通玻璃和普通水泥都是常见的硅酸盐材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。
1．下列原料在生产水泥和玻璃时都要用到的是( )
A．粘土B．硅石C．石灰石D．纯碱
【答案】C
【解析】生产玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英，生产水泥的原料是石灰石和粘土，故选C。
2．/熔融烧碱应选用的器皿是( )
A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚、、
【答案】C
【解析】石英、玻璃、陶瓷中都含有SiO2，高温下SiO2和烧碱会发生反应而使坩埚腐蚀，而铁在高温下不与NaOH反应。故选C。
考点一硅酸盐的结构
【例1】下列关于硅酸盐的叙述中正确的是()。
①大部分硅酸盐难溶于水②硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分③硅酸盐是由氧化物组成的一类盐，能够稳定存在
A．①B．①②C．②③D．③
【答案】B
无机非金属材料硅酸盐精讲课件
水利领域：水泥混凝土坝体具有高强度、高耐久性等特 点，在水利领域中得到广泛应用。
发展趋势：未来，水泥材料将更加注重高强度、高耐久 性产品的研发与应用，如高强度等级水泥混凝土、海洋 工程用水泥混凝土等。
耐火材料的应用领域与发展趋势
总结词：耐火材料在钢铁、有色金属、化工等领域有广泛 应用，未来发展将注重高性能、绿色环保产品的研发与应 用。
陶瓷材料的应用领域与发展趋势
航空领域
01
陶瓷基复合材料具有高强度、高韧性等特点，在航空
领域中有广泛应用。
医疗领域
02 陶瓷人工关节、陶瓷牙等产品在医疗领域中得到广泛
应用，具有生物相容性、耐磨性等特点。
发展趋势
03
未来，陶瓷材料将更加注重高性能、高附加值产品的
研发与应用，如高温超导陶瓷、纳米陶瓷等。
03
无机非金属材料硅酸盐的种类 与性能
陶瓷材料的性能与种类
陶瓷材料的基本性能
高熔点、高硬度、良好的电绝缘性、耐腐蚀 性等。
氮化硅陶瓷
具有高硬度、良好的高温性能和化学稳定性 。
氧化铝陶瓷
具有高强度、高硬度、良好的耐磨性和耐腐 蚀性。
碳化硅陶瓷
具有高熔点、高硬度、良好的导热性和化学 稳定性。
玻璃材料的性能与种类
硅酸盐的合成与制备方法
硅酸盐的合成
硅酸盐的合成方法包括高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法等。其中，高温固相法是最常用的方法之 一，通过在高温下将原料混合、研磨、烧结等步骤制得硅酸盐。
硅酸盐的制备方法
制备硅酸盐的关键步骤是控制好原料的配比、烧结温度和时间等参数。同时，根据不同的应用需求， 可以选择不同的制备方法来制备具有特定性质的硅酸盐。
应用
无机非金属材料在建筑、电子、 航空航天、国防等领域得到广泛 应用，如陶瓷发动机、陶瓷刀具 、太阳能电池板等。
硅酸盐材料课件
硅酸盐材料的发展前景
市场需求持续增长
随着科技的进步和社会的发展，硅酸盐材料在各个领域的应用需 求将不断增长。
技术创新推动发展
通过不断的技术创新和改进，硅酸盐材料的性能和功能将得到进 一步提升，满足更广泛的应用需求。
国际合作与交流加强
加强国际合作与交流，共同推动硅酸盐材料的发展，实现互利共 赢。
2023
硅酸盐材料制备过程的优化
优化原料配方
通过调整原料配方，可以改变硅 酸盐材料的成分和结构，从而优
化其性能。
优化反应条件
通过优化反应温度、时间、气氛 等条件，可以改善硅酸盐材料的
结构和性能。
引入添加剂
添加剂可以对硅酸盐材料的结构 和性能进行调控，例如在溶胶凝胶法制备硅酸盐材料时，加入 表面活性剂可以改善溶胶的稳定
硅酸盐材料的用途非常广泛，如建筑、陶瓷、玻璃、水 泥、耐火材料等领域。在建筑领域中，硅酸盐材料主要 用于制备混凝土、水泥等建筑材料；在陶瓷领域中，硅 酸盐材料主要用于制备餐具、厨具等陶瓷制品；在玻璃 领域中，硅酸盐材料主要用于制备各种玻璃制品；在水 泥领域中，硅酸盐材料主要用于制备各种水泥制品；在 耐火材料领域中，硅酸盐材料主要用于制备各种耐火材 料。
通过向溶液中加入沉淀剂，使硅酸盐离子 沉淀为固体，经过滤、洗涤、干燥等步骤 得到硅酸盐材料。
溶胶-凝胶法
气相沉积法
将硅酸盐原料溶解在溶剂中形成溶胶，然 后通过凝胶化处理得到硅酸盐凝胶，经过 干燥和热处理得到硅酸盐材料。
利用化学反应或物理过程，将硅酸盐原料 沉积在基体上，形成硅酸盐薄膜或涂层。
硅酸盐材料制备过程中的影响因素
硅酸盐材料的制备与加工
硅酸盐材料的制备主要包括配料、混合、成型、 烧成等工序。加工方法包括热压、挤压、切削等 。
硅酸盐工业
玻璃种类很多, 除前面所介绍的普通玻璃之
外,还有一些玻璃，如下表。
种类 特性 普通 在较低温度下易软化、 玻璃 用途 窗玻璃、玻璃器皿
石英 膨胀系数小、耐酸碱、强 化学仪器，高压水 玻璃 度大、滤光 银灯紫外灯的灯壳 光学 透光性能好有折光和色散 眼镜片；照相机、 玻璃 性 显微镜望远镜用凹 凸透镜等光学仪器 玻璃 耐腐蚀、不怕烧不导电不 宇航员的衣服、玻 纤维 吸水、隔热、吸声防虫蛀 璃钢 钢化 耐高温腐蚀强度大质轻抗 运动器材汽车火车 玻璃 震裂 窗玻璃等
高压钠灯
氮化硅陶瓷
氮化硅陶瓷制品
氮化硅陶瓷部件
光导纤维
光导纤维简称光纤，是一种能高质量传导光的玻璃纤维。 如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常 说的光缆。 光纤传导光的能力非常强，利用光缆通讯，能同时传播 大量信息。例如一条光缆通路同时可容纳十亿人通话，也可 同时传送多套电视节目。光纤的抗干扰性能好，不发生电辐 射，通讯质量高，能防窃听。光缆的质量小而细，不怕腐蚀， 铺设也很方便，因此是非常好的通讯材料。目前许多国家已 使用光缆作为长途通讯干线。我国也开始生产光导纤维，并 在部分地区和城市投入使用。随着时代的进步和科学的发展， 光纤通讯必将大为普及。 光纤除了可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传 能传像、遥测遥控、照明等许多方面。例如，可将光导纤维 内窥镜导入心脏，测量心脏中的血压、温度等。在能量和信 息传输方面，光导纤维也得到了广泛的应用。
有色玻璃
在制造玻璃的过程中， 如果加入某些金属氧化 物，还可以制成有色玻 璃。例如，加入Co2O3 （氧化钴）后的玻璃呈 蓝色，加入Cu2O后的玻 璃呈红色。我们看到的 普通玻璃，一般都呈淡 绿色，这是因为原料中 混有二价铁的缘故。
高中资料 无机非金属材料
无机非金属材料一、硅酸盐材料硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。
硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。
1.硅酸（1）物理性质不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。
硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化剂的载体。
（2）化学性质①弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应H2SiO3+2NaOH＝Na2SiO3+H2O离子方程式比碳酸酸性弱：②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO2和水：H2SiO 3H2O＋SiO2（3）制备方法由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶性硅酸盐+酸制得。
实验步骤在试管中加入3~5mL Na2SiO3溶液（饱和Na2SiO3溶液按1∶2或1∶3的体积比用水稀释），滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。
静置。
仔细观察变化过程及其现象实验现象滴加酚酞溶液后，溶液显红色；滴加盐酸后，溶液的红色逐渐消失，生成软而透明的胶冻状的凝胶实验结论硅酸钠溶液显碱性，可与酸反应；硅酸为白色固体，难溶于水Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓SiO32－+2H+＝H2SiO3↓【注意】①硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取硅酸②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓离子方程式③如前所述，SiO 2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO2从体系中挥发出来，而SiO2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较2.硅酸钠（1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，其水溶液俗称，是制备硅胶和等的原料。
硅酸盐材料
硅酸盐材料、高分子材料主讲：黄冈中学优秀化学教师汪响林知识讲解一、硅酸盐材料——传统无机非金属材料1、硅酸盐材料简介在材料家族里，有一类非常重要的材料叫做无机非金属材料。
最初无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。
像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它们的制品在我们日常生活中随处可见。
由于这些材料的化学组成多属硅酸盐类，所以一般称为硅酸盐材料。
2、玻璃（1）原料：纯碱、石灰石、石英砂（2）设备：玻璃窑（3）工序：原料粉碎→加热熔融→澄清→成型→缓冷→玻璃（4）原理：高温下，复杂的物理、化学变化。
主要反应：（5）玻璃态物质玻璃态物质是一种特殊的混合物，是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态。
玻璃态物质的结构特点是：它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，人们把玻璃态的这种结构特征称为“短程有序，远程无序”，就是说，从小范围来看，它有一定的晶型排列，从整体来看，却像无定形物质那样无晶形的排列规律。
所以玻璃态物质没有一定熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
（6）种类及特性种类组成或制造方法特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器、高压水银灯、紫外灯罩等硼酸玻璃在制造玻璃的过程中添加了提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，耐高温和抗化学腐蚀高级的化学反应容器光学玻璃在制造玻璃的过程中添加了PbO 透光性好、有折光性和色散性眼镜、照相机、显微镜和望远用透镜等玻璃纤维以玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱等工艺制造成耐腐蚀、耐高温、绝缘、隔热、防虫蛀复合材料中的增强材料如玻璃钢；绝热保温材料如宇航服；光导通信材料钢化玻璃普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的耐高温、耐腐蚀、高强度、抗震裂运动器材、汽车、火车用窗玻璃等有色玻璃在制造玻璃的过程中加入金属氧化物制成蓝色（含）、红色（含）、紫色（含艺术玻璃、装饰材料）、绿色（含）、普通玻璃的淡绿色（含二价铁）变色玻璃在制玻璃过程中掺进了对光敏感的物质如卤化银和少量CuO催化剂光线强时，卤化银见光分解生成的银微粒吸光而使玻璃变暗；光线弱时，在氧化铜的催化下，银和卤素又化合成卤化银，玻璃又变透明变色眼镜等3、陶瓷（1）原料：黏土（2）设备：窑炉（3）工序：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。
硅酸盐材料
。不百弃稍、的经最作风细绸
所变多。不少粗过要要吹白纱
以形度这留一坯百紧求去瓷，
思考题 对照三种硅酸盐工业，总结 硅酸盐工业的共同特点？
硅酸盐工业的特点：
(1)原料：含硅的物质、碳酸盐等。 (2)反应条件：高温。 (3)反应原理：复杂的物理、化学变化。 (4)生成物：硅酸盐。
三、传统与新型无机非金属材料的比较 1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？
4·下列物质不属于硅酸盐工业产品的是（ D ）
A·水泥 B·玻璃 C·陶瓷 D·水晶
5·不是普通硅酸盐水泥的主要成分是 （ D ）
A·3CaO·SiO2
B、2CaO·SiO2
C·3CaO·Al2O3
D、MgO·SiO2
6·下列叙述中，最能代表水泥性质的是 （ D ）
A·水泥跟铁的热膨胀系数相等 B·水泥跟水作用
生产过程 生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏 研成粉末得普通硅酸盐水泥
主要性质 水硬性
2.1.1 水泥
水泥回转窑示意图
2.1.1 水泥
1、水硬性就是细粉状水泥遇水后变为坚硬、块状固体的性
资 质。其变化称为水泥硬化。
料
2、水泥硬化的过程伴随着复杂的物理、化学变化。 3、水泥的成分除硅酸盐、铝酸盐外，还含有少量的碳酸盐。
(9.2),是重要的工业磨
料。如其中掺入某些杂
质,会使之出现半导体,
作为高温半导体,用于电
热元件。作为高温结构
陶瓷,日益受到人们的重
视。它最适宜的应用领
域是高温、耐磨和耐蚀
的环境,现已用作火箭喷
嘴,热电偶保护管,热交
换器和耐磨、耐蚀的零
件。
碳化硅制成的涡轮叶片
航天飞机的机头温
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课堂练习
1、制水泥、玻璃都需要的原理（ B ）
A、黏土 B、石灰石 C、纯碱 D、石英
2、下列物质的主要成分不含硅酸盐的是（岭土
3、钢化玻璃的主要用途是制造汽车车窗，合成
钢化玻璃的主要原料与普通玻璃相同，是（ A ）
A、纯碱.石灰石.石英 B、烧碱.石灰石.石英
特性 ⑤对人体有较好的适应性
主要
高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠 灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心
用途 瓣膜、人造关节等
氮化硅（Si3N4）陶瓷
①超硬度，耐磨损；②抗腐蚀，高温
主要 时也抗氧化；③抗冷热冲击而不碎裂；
特性
④耐高温且不易传热；⑤本身具有润 滑性
制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、 主要 永久性模具等机械构件。用于制造柴 用途 油机中发动机部件的受热面等
[设问]这两个反应是否违反了复分解反应规律？ 复分解反应规律仅适用于溶液，不
能套用于高温条件下的反应。
有色玻璃
普通玻璃
铅玻璃折光率高---制光学仪器---光学玻璃
钢化玻璃
石英玻璃
水泥 硅酸三钙、硅酸二钙、 成分 铝酸三钙
原料 石灰石、黏土、辅助原料
水 泥
设备 水 泥 回 转 窑
工 业 反应条件 高温
C、黏土 、石灰石 D、水泥、沙子、碎石
祝同学们 学习进步！
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
主要性质 水硬性 水泥应用 建筑粘合剂
水泥砂浆、 钢筋混凝土
水泥回转窑
三、陶瓷(China)
1、主要原料：黏土 2、传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却
现在，景德镇的陶瓷工艺已经完全电气化了， 考虑到环境保护、降低制作成本和提高成功率等方 面因素，不论是仿古陶瓷、艺术瓷类，还是日用陶 瓷的瓷器都在电脑的控制下用汽窑烧制而成。
唐三彩
宋代钧瓷
硅酸盐工业的特点：
(1)原料：含硅的物质、碳酸盐等。 (2)反应条件：高温。 (3)反应原理：复杂的物理、化学变化. (4)生成物：硅酸盐。
新型无机非金属材料的主要品种、性 能及用途
氧化铝（ Al2O3）陶瓷（人造刚玉）
主要
①高熔点；②高硬度；③可制成透明 陶瓷；④无毒、不溶于水，强度高；
三、硅酸盐与无机非金属材料
（一）、玻 璃 （二）、水 泥 （三）、陶 瓷
1、原料： 主要原料：纯碱、石灰石和石英。
2、反应原理
玻
璃 工
3、组成： CaSiO3、Na2SiO3、SiO2
业
4、反应设备：
玻璃窑
5、几种常见的玻璃
主要化学反应：
Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
战争需要大量制造望远镜、潜望镜用的光学玻璃，这
可急坏了俄国人。他们决定不惜血本，搞清制造光学玻 璃的秘密。
1916年春，几位俄国学者冒着生命危险，偷渡到英 国，直奔谦斯兄弟工厂。想不到碰了一鼻子灰，谦斯老 板连厂门也没让他们进。
无可奈何，俄国学者们又来到法国，向法国总统求援。
为了得到俄国的军事援助，法国总统热情地接待了他们， 并亲自陪同前往曼杜阿工厂。
玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。 约公元前3700年前， 古埃及人已制出玻 璃装饰品和简单玻璃器皿，当时只有有 色玻璃，约公元前1000 年前，中国制造 出无色玻璃。
价值连城的“搅拌”
第一次世界大战爆发时，世界上能生产不含气泡和斑痕 的光学玻璃的工厂只有三家．一家是英国的谦斯兄弟工 厂，一家是法国的曼杜阿工厂，另一家在德国。他们垄 断了光学玻璃制造业，使这种玻璃的价格贵得惊人！
3、反应原理：复杂的物理、化学变化 4、主要成分：硅酸盐
5、主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝 缘、易成型等优点。
６、主要种类：
红瓦（自然冷却，Fe2O3含量较多） 土器：砖瓦
青瓦 (淋水冷却，Fe3O4、FeO较多)
炻器： 水缸、砂锅
陶器： 江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑
瓷器：（图）
陶瓷工业
价值连城的“搅拌”
结果，曼杜阿没给总统面子，更没把俄国人的100万法 郎看在眼里，怎么也不肯把制造光学玻璃的秘密说出 来。走投无路之下，他们只得再次来到英国，硬着头 皮，抱着一线希望找到谦斯老板，所出的款额一加再 加，英国的大臣们也帮着说好话，这才打动了谦斯的 心。他们终于幸运地得到了一份光学玻璃制造法说明 书。俄国学者们迫不及待地打开朝思暮想的说明书， 看完后，先是面面相觑，继而捧腹大笑。 原来，花费 了无数心血，动用大量的资金，买到制造没有气泡玻 璃的秘密，只有两个字，就是“搅拌”。
人们把一些含有杂质的硅酸盐玻璃进行热处理， 内部的原子就会重新组合，成为泾渭分明的两 部分。再用酸处理，各种杂质就会溶解在酸中， 而二氧化硅却会留下来，于是玻璃上就会剩下 众多空洞——微孔，这就制成了微孔玻璃。它 的性能跟石英玻璃差不多，特别适用于做宇宙 飞船上的高温观察窗。
还有一种奇怪的卤化银变色玻璃，它会因光的 强度不同而改变颜色，在强光防护、计算机和 汽车的挡风玻璃等方面有很大作用。