《材料組成的優(yōu)化》導(dǎo)學(xué)案2-1

材料組成的優(yōu)化學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)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(biāo)通過(guò)對(duì)材料組成的優(yōu)化的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)材料組成的優(yōu)化的方法學(xué)習(xí)過(guò)程【問(wèn)題】合金的性質(zhì)及特點(diǎn)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：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、Cu3iSn8、Cu3Sn等多種不同組成。金屬互化物不能用通常的化合價(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。(3)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(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制取玻璃的反應(yīng)(3)陶瓷制造陶瓷的主要原料：粘土。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。陶瓷的種類(根據(jù)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(tǒng)或普通陶瓷而言的，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)：粗硅提純反應(yīng)：高純硅的獲得反應(yīng)：高純硅的用途：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nZnOSO2,則n的值等于A. 2B. 3C. 1D, 1/24.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、酸等均根據(jù)一下材料回答5、6、7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、 無(wú)作用， 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，該廠需建()個(gè)車間A 3B 4C 5D 66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SiCD.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.下列中物質(zhì)間的反應(yīng)不能產(chǎn)生氣體的是石灰石和鹽酸冷濃硫酸中投入鋁片 石英與蘇打混和加強(qiáng)熱石墨與高溫水蒸氣過(guò)氧化鈉與水氟與水鈉與硫酸銅溶液碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液A、和B、和C、和D、和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。高溫高溫11.已知SiO2+2C= Si+2COf； Si+C=SiC?，F(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(0vnv1),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）