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2019-2020年高中化學(xué) 《化學(xué)與技術(shù)》4.2《材料組成的優(yōu)化》精編教案 蘇教版選修2 [知識回顧] 合金的性質(zhì)及特點有哪些？常見的硅酸鹽工業(yè)指的是哪些？ [知識學(xué)習(xí)] 一、改變材料的組成 14 合金： （1）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、Cu31Sn8、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(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)： 15 貯氫合金： 貯氫反應(yīng)： 16 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 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(jié)、冷卻、成為陶器。 ③陶瓷的種類（根據(jù)原料、燒制溫度劃分）：土器、陶瓷、瓷器、炻器等 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，按照便于進行的結(jié)構(gòu)設(shè)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(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)以實現(xiàn)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(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 課堂練習(xí)： 1 下列物質(zhì)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nZnOSiO2，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(chǎn)設(shè)備相同 B．原料中均有石灰石 C．反應(yīng)都在高溫下進行 D．發(fā)生的都是復(fù)雜的物理化學(xué)變化 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、H2O 、酸等均無作用，但可與強堿和強氧化劑在適當(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)少于百萬分之一）。 15 假設(shè)根據(jù)每步反應(yīng)建立一個車間，該廠需建（ ）個車間 A．3 　　 B．4　 　 C．5　 　 D．6 16 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) 17 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)品中含過量的硅石或焦炭 C．產(chǎn)品中含SiC D．消耗能量大 18 下列關(guān)于硅的說法中，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 19 下列①～⑧中物質(zhì)間的反應(yīng)不能產(chǎn)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 20 有一天然透明晶體A是高熔點，高硬度的物質(zhì)，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(yīng)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(xiàn)加熱后重新生成A。 （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。 21 已知SiO2＋2CSi＋2CO↑；Si＋CSiC。 現(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（0＜n＜1），試討論n取何值時，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) [來源:學(xué)#科#網(wǎng)]