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{高中试卷}知识点20XX:无机非金属材料的主角——硅[仅供参考]

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20XX年高中测试

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知识点10:无机非金属材料的主角——硅(20XX-20XX-20XX)

班级:____________姓名:____________

【课前记忆】

⑴硅在地壳中的含量仅次于_______,硅原子和______原子一样,最外层电子均有_____个电子,二者既相似又不同。碳是构成______________的主要元素,而硅是构成___________________________的基本元素。硅的原子结构示意图为______________,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成_____

价化合物。

⑵二氧化硅是硅最重要的化合物,其存在形态有___________和___________两大类,统称__________。

二氧化硅晶体基本结构单元是__________结构,每个Si周围结合______个O,_______在中心,______

在4个顶角,每个O为_______个四面体所共有,即每个O跟_____个Si相结合。

⑶石英中无色透明的晶体就是通常所说的_________,具有彩色环带状或层状的称为__________,沙子中含有小粒的__________晶体。

⑷二氧化硅的化学性质很不活泼,___________是唯一可以与之反应的酸。玻璃中含有二氧化硅,所以可以用________________________。二氧化硅是_______性氧化物。

⑸硅酸是一种很弱的酸(酸性比_________还弱),溶解度_________。由于二氧化硅不溶于水,所以硅酸是通过________________________与__________________反应制得的。所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体溶液——________________,硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作____________和__________、

_______________等的_____________,也可以用作催化剂的__________。土壤胶体因其表面积大且一般带负电,能吸收_________、________等数十种生物所需的营养离子,所以土壤具有_____________。

⑹硅酸盐是由______、_______和___________组成的化合物的总称,一般都__________于水,化学性质很__________。硅酸钠(Na2SiO3)的水溶液俗称_____________,可以作_______________、_________

________及_____________等。从古到今,人类创造性地生产出了几大类硅酸盐产品——__________、

_________、__________,它们成为最重要的无机非金属材料。

⑺晶体硅的结构类似于____________,是带有金属光泽的_________色固体,熔点_______、硬度______、有______性,在常温下化学性质____________。晶体硅是良好的_____________材料。利用高纯单质硅可以制成_____________,它可以将______能直接转换为______能。可以作为____________、

______________、_____________、_____________________、__________________________等的动力。

☆默写化学方程式★①_________________________________________________________

②___________________________________________________________________________

③____________________________________________________________________________ ④

_______________________________________________________________________________ _-

【课外练习】

1、宣传科学知识,介绍高新科技,揭露伪科学,是科学工作者的义务,下列说法属于伪科学的是

A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维

B.碳炉边放盆水,可防止煤气中毒

C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆,墙壁会冒汗

D.用干冰进行人工降雨

2、下列说法正确的是

A.SiO2能和水发生化合反应生成硅酸B.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸C.SiO2的俗名叫水玻璃,不溶于水D.SiO2能溶于NaOH溶液中

3、①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中,能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是

A.①②B.④⑤C.②④D.③④

4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终会出现浑浊的是

A.氯化钙溶液B.澄清的石灰水C.水玻璃D.硝酸钡溶液

5、熔融烧碱应选用的器皿是

A.铁制坩埚B.普通玻璃坩埚C.石英坩埚D.陶瓷坩埚

6、下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是

A.+4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应B.单质在加热时都能与氧气反应

C.氧化物都能溶于水生成相应的酸D.碳和硅两种元素的单质都能应用在电池上7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是

A.硅酸钠溶液B.盐酸C.氢氟酸D.氢氧化钠溶液

8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是

① Na ②Na2SiO3溶液③Na2O2④烧碱溶液⑤石灰水⑥Fe(OH)2

A.①③④B.②④⑤C.②③⑥D.①④⑤

9、某无色混合气体可能含有CO2、H2、CO和H2O(气)中的一种或几种,依次进行以下处理(假设每次处理均反应完全):①通过盛有硅胶的干燥管时,气体体积不变;②通过炽

热的氧化铜时,固体变为红色;③通过白色CuSO4粉末时,粉末变蓝色;④通过过量的澄清石灰水时,溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是

A H2和CO

B CO2、H2和CO

C H2O和CO2

D H2和CO2

10、下列物质的成分不含硅酸盐的是

A.石英玻璃B.陶瓷C.普通水泥D.砖瓦

11、Na2O?CaO?6SiO2是一种

A.含氧酸B.硅酸盐C.氧化物D.混合物

12、下列物品或设备:①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、

⑥硅太阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是

A.⑥⑧B.①②⑦⑧C.①②③④⑤⑦D.全部

13、水处理中常使用的一种无机高分子絮凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)n Cl m?yH2O]x,式中m等于

A.3-n B.6-n C.6+n D.3+n

14、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,不易燃烧

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

15、工业上制造金钢砂的化学方程式如下:SiO2+ 3C =SiC + 2CO↑,在这个氧化还原反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为

新型无机非金属材料有哪些

新型无机非金属材料有哪些 新材料全球交易网 新型无机非金属材料有哪些?“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务,请关注“新材料全球交易网”。 一、重要概念 1、新型无机非金属材料 (1)是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 (2)包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 2、陶瓷 (1)从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 (2)从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。 3、玻璃 (1)狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。 (2)一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。 玻璃转变温度:玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。 具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,能在空气或水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 (1)可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石) (2)弱塑性原料:叶蜡石、滑石 (3)非塑性原料:减塑剂——石英;助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

无机非金属材料专业试题

(无机非金属材料专业)试卷 一、单选:(每题1分,共20分) 1、影响熟料安定性的主要因素是()。 A. 一次游离氧化钙 B.二次游离氧化钙 C.固溶在熟料中的氧化镁 D.固溶在熟料中的氧化钠 2、粉磨水泥时,掺的混合材料为:矿渣16% ,石灰石5%,则这种水泥为() A. 矿渣硅酸盐水泥 B.普通硅酸盐水泥 C.复合硅酸盐水泥 D.硅酸盐水泥 3、以下哪种措施有利于C3S的形成?() A.降低液相粘度 B.减少液相量 C.降低烧成温度 D.缩短烧成带 4、国家标准规定,通用硅酸盐水泥中各个品种的初凝时间均不得早于() A. 45分钟 B.55分钟 C. 60分钟 D.390分钟 5、和硅酸盐水泥相比,掺有混合材料的水泥的如下那个性质较差() A. 耐水性 B.后期强度 C.抗冻性 D.泌水性 6、引起硅酸盐水泥熟料发生快凝主要原因是() A.C3S水化快 B. C3A水化快 C.C4AF水化快 D.C2S水化快 7、水泥产生假凝的主要原因是() A.铝酸三钙的含量过高 B.石膏的掺入量太少 C.磨水泥时石膏脱水 D.硅酸三钙的含量过高 8、根据GB/T175-2007,下列指标中属于选择性指标的是() A. KH减小,SM减小,铝率增大。 B. KH增大,SM减小,铝率增大。 C. KH减小,SM增大,铝率减小。 D. KH增大,SM增大,铝率增大。 9、硅酸盐水泥熟料的烧结围一般在() A.50-80℃ B. 80-100℃ C. 100-150℃ D.150-200℃ 10、国家标准规定矿渣硅酸盐水泥中SO3 () A <3.5% B ≤3.5% C <4.0% D ≤4.0% 11、复合硅酸盐水泥的代号是() A P·S B P·O C P·F D P·C 12、国家标准规定骨质瓷的热稳定性为() A. 140℃ B.160℃ C. 180℃ D.200℃ 13、一般来说,凡烧成温度降低幅度在( )以上者,且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。 A. 40-60 ℃ B.60-80℃ C. 80-100℃ D.100-120℃ 14、炉温为1250-1400℃的电炉,电热体可采用()。

【化学】化学 无机非金属材料的专项 培优易错试卷练习题及答案

【化学】化学 无机非金属材料的专项 培优易错试卷练习题及答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法正确的是 A .若甲可以与NaOH 溶液反应放出H 2,则丙一定是两性氧化物 B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应 C .若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能具有漂白性 D .若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊 【答案】D 【解析】 【详解】 A .甲为单质,若甲可以与NaOH 溶液反应放出2H ,则甲为Al 或Si ,所以丙可能是氧化铝,也可能是二氧化硅,不一定是两性氧化物,故A 错误; B .若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则甲为Na ,乙为氧气,所以丙可以为氧化钠或过氧化钠,当丙为氧化钠时,丙生成戊不是氧化还原反应,故B 错误; C .丙、丁混合产生白烟,则丙、丁可为HCl 和3NH 或3HNO 和3NH 等,甲、乙均为单质,则乙可能是氯气或氢气或氮气,都不具有漂白性,故C 错误; D .若甲、丙、戊含有同一种元素,当甲为S ,乙为氧气,丙为二氧化硫,丁为HClO 等具有强氧化性的物质,戊为硫酸,则含S 元素的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故D 正确; 故答案为D 。 2.某一固体粉末含有SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3,加入足量NaOH 溶液充分反应后,过滤,向所得溶液中加入过量盐酸,过滤,将所得滤渣洗涤并灼烧至恒重,最终固体成份为 A .SiO 2 B .Fe 2O 3、SiO 2 C .SiO 2、Al 2O 3 D .Fe 2O 3 【答案】A 【解析】 SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3,加入足量NaOH 溶液充分反应后,过滤,向所得溶液中含有硅酸钠、偏铝酸钠,加入过量盐酸,生成硅酸沉淀,将所得滤渣洗涤并灼烧生成二氧化硅,故A 正确。 3.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )

无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题

重 点 突 破 锁定高考热点 探究规律方法 熔沸点高,硬度大,其中金刚石为硬度最大的物质。 2.一般情况,非金属元素单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。 3.一般情况,较强氧化剂+较强还原剂===较弱氧化剂+较弱 还原剂,而碳却能还原出比它更强的还原剂:SiO 2+2C===== 高温Si +2CO ↑,FeO +C===== 高温Fe +CO ↑。 4.硅为非金属,却可以和强碱溶液反应,放出氢气: Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。 5.一般情况,较活泼金属+酸===盐+氢气,然而Si 是非金属,却能与氢氟酸发生反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。 6.一般情况,碱性氧化物+酸===盐+水,SiO 2是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O 。 7.一般情况,较强酸+弱酸盐===较弱酸+较强酸盐。虽然酸 性:H 2CO 3>H 2SiO 3,却能发生如下反应:Na 2CO 3+SiO 2===== 高温Na 2SiO 3+CO 2↑。 8.一般情况,非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢, 但C +H 2O(g)=====高温CO +H 2 。 9.一般情况,非金属氧化物与水反应生成相应的酸,如SO 3+H 2O===H 2SO 4,但SiO 2不溶于水,不与水反应。 题组训练

1.某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,该元素() A.在自然界中只以化合态的形式存在 B.单质常用作半导体材料和光导纤维 C.最高价氧化物不与酸反应 D.气态氢化物比甲烷稳定 解析该短周期非金属元素为Si,硅在自然界中只以化合态形式存在,A项正确;单质硅可用作半导体材料,而光导纤维的主要成分是SiO2,B项错误;Si的最高价氧化物为SiO2,其可以与氢氟酸反应,C项错误;由于非金属性Si

无机非金属材料的应用现状与发展趋势

非金属材料的应用现状与发展趋势 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。无机非金属材料工程是材料学中的一个专业。无机非金属材料工程是为了培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系,具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。我国无机非金属材料工业的发展中存在很多问题,特别是传统的无机非金属材料与国外先进水平有非常大的差距,主要有: (1) 产品等级低 在传统无机非金属材料中,无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。例如:发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上,而我国平均强度仅为50 MPa。我国高等级水泥(ISO≥)仅占18%,大量生产的是中、低等级水泥(ISO≤),而很多发达国家的高等级水泥占90%以上。 (2) 资源消耗高 在资源的消耗方面,水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采,未能充分利用有限资源,造成了极大浪费。例如:生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石,其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。我国符合水泥生产要求,可以使用的量仅约250亿吨。目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约亿吨,因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨,仅能提供约40年的水泥生产

无机非金属材料物理化学知识点整理完整版

无机非金属材料物理化学知识点整理无机非金属材料为北航材料学院2009年考研新加科目,考试内容包括大三金属方向限选课《无机非金属材料物理化学》(60%左右)和大四金属方向限选课《特种陶瓷材料》(40%左右)。参考书:陆佩文主编《无机材料科学基础》,武汉理工大学出版社,1996年。本资料由陆晨整理录入。祝愿大家考出好成绩。 第一章无机非金属材料的晶体结构 第一节:概述 一、晶体定义:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 二、晶体结构=空间点阵+结构单元 三、晶体的基本性质: 1、均一性 2、各向异性 3、自限性 4、对称性 5、稳定性 四、对称性、对称元素、七大晶系、十四种布拉菲格子 结晶符号1、晶面符号——米勒指数(hkl) 2、晶棱符号[ uvw] PS:其实只要看了金属学,这些就都会了,懒得写了… 第二节:晶体化学 一、离子键、共价键、金属键、分子间力、氢键定义、特点(大家都知道的东西…) 二、离子极化: 三、鲍林规则(重点): 鲍林第一规则──配位多面体规则,其内容是:“在中,在正离子周围形成一个负离子多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比”。 鲍林第二规则──电价规则指出:“在一个稳定的离子晶体结构中,每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和,其偏差≤1/4价”。静电键强度S=正离子数Z+/正离子配位数n ,则负离子数Z

=∑Si=∑(Zi+/ni)。 鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则,其内容是:“在一个配位结构中,共用棱,特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价,低配位的正离子的这种效应更为明显”。 鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则,其内容是:“若晶体结构中含有一种以上的正离子,则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。例如,在镁橄榄石结构中,有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体,但Si4+电价高、配位数低,所以[SiO4]四面体之间彼此无连接,它们之间由[MgO 6]八面体所隔开。 鲍林第五规则──节约规则,其内容是:“在同一晶体中,组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。例如,在硅酸盐晶体中,不会同时出现[SiO4]四面体和[[Si2 O7]双四面体结构基元,尽管它们之间符合鲍林其它规则。这个规则的结晶学基础是晶体结构的周期性和对称性,如果组成不同的结构基元较多,每一种基元要形成各自的周期性、规则性,则它们之间会相互干扰,不利于形成晶体结构。 第三节:典型的晶体结构(参考课件或复印的资料) 型 型 型 和A2X5型 型 型 型 8.硅酸盐晶体结构 第二章无机非金属材料的晶体缺陷 第一节:晶体缺陷:点缺陷、线缺陷、面缺陷(参考金属学吧…) 第二节:缺陷化学反应表示法(重点) 一、点缺陷符号: 克罗格-明克(Kroger-Vink)符号 ①主符号,表明缺陷种类; ②下标,表示缺陷位置;“i”表示填隙位置 ③上标,表示缺陷有效电荷,“?”表示有效正电荷,用“'”表示有效负电荷,用“?”表示有效零电荷,零电荷可以省略 ①空位:V VM ——M 原子空位 VX ——X 原子空位 在金属材料中,只有原子空位 对于离子晶体,如果只是M2+ 离子离开了格点形成空位,而将 2 个电子留在

化学无机非金属材料的专项培优易错试卷练习题及答案

化学无机非金属材料的专项培优易错试卷练习题及答案 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.某一固体粉末含有SiO2、Fe2O3、Al2O3,加入足量NaOH溶液充分反应后,过滤,向所得溶液中加入过量盐酸,过滤,将所得滤渣洗涤并灼烧至恒重,最终固体成份为 A.SiO2B.Fe2O3、SiO2 C.SiO2、Al2O3D.Fe2O3 【答案】A 【解析】 SiO2、Fe2O3、Al2O3,加入足量NaOH溶液充分反应后,过滤,向所得溶液中含有硅酸钠、偏铝酸钠,加入过量盐酸,生成硅酸沉淀,将所得滤渣洗涤并灼烧生成二氧化硅,故A正确。 2.蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验,首先将其溶于过量的盐酸,过滤后,在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述正确的是 A.沉淀X的成分是SiO2 B.将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤,可得到红色颜料Fe2O3 C.在溶液Y中加入过量的NaOH溶液,过滤得到沉淀是Fe(OH)3 D.溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+ 【答案】A 【解析】 【分析】 金属氧化物MgO、A12O3、Fe2O3会溶于盐酸,生成氯化镁、氯化铝以及氯化铁,过滤后,得的沉淀X是二氧化硅,溶液Y中含有氯化镁、氯化铝以及氯化铁以及过量的盐酸,向Y 中加入过量的氢氧化钠,会生成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,过滤后的溶液中含有氯化钠、偏铝酸钠等。 【详解】 A、沉淀X的成分是SiO2,A正确; B、将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤,可得到MgO、Fe2O3的混合物,B错误; C、溶液Y中加入过量的NaOH溶液后过滤,过滤后的溶液中含有氯化钠、偏铝酸钠,沉淀是氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,C错误; D、溶液Y中含有氯化镁、氯化铝以及氯化铁以及过量的盐酸,含有的阳离子主要是 Mg2+、Al3+、Fe3+、H+,D错误; 答案选A。 3.青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义:是一种颜色多样,细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 粘土是自然界中硅酸盐岩石(主要是长石)经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物,是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因:各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化,水解,热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土(原生粘土)风化残积型:母岩风化后残留在原地所形成的粘土。(深层的岩浆岩(花岗岩、伟晶岩、长石岩)在原产地风化后即残留在原地,多成为优质高岭土的矿床,一般称为一次粘土)。 二次粘土(次生粘土)沉积型:风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后,在低洼地方沉积而成的矿床,成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别: 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点: 高岭土晶体结构式:Al4[Si4O10](OH)8,1:1型层状结构硅酸盐,Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构,构成结构单元层。层间以氢键相连,结合力较小,所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土(叶蜡石)是2:1型层状结构,两端[SiO4]四面体,中间夹一个[AlO6]八面体,构成单元层。单元层间靠氧相连,结合力较小,水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水,层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性:可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性:粘土—水系统形成泥团,在外力作用下泥团发生变形,形变过程中坯泥不开裂, 外力解除后,能维持形变,不因自重和振动再发生形变,这种现象称为可塑性。 表示方法:可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数(w):W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大,渗水性强,便于压滤榨泥。 W1塑限:粘土或(坯料)由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限:粘土或(坯料)由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后,形成水化膜,使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高,表明粘土颗粒的水化膜厚,工作水分高,但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细,在水中分散度大,不易干燥,湿坯强度低。 可塑性指标:在工作水分下,粘土(或坯料)受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积,也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能:应力大,应变小——挤坯成型;应力小,应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类: i.强塑性粘土:指数>15或指标>3.6 ii.中塑性粘土:指数7~15,指标2.5~3.6 iii.弱塑性粘土:指数l~7,指标<2.5 iv.非塑性粘土:指数<1。 2)结合性:粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团,并且有一

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 成分结构 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一,硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。 应用领域 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。 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。 业务培养目标: 本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在

第二届全国高校无机非金属材料基础知识大赛决赛精彩试题(1)

第二届全国高校无机非金属材料 基础知识大赛决赛试题 一、必答题 1.硅酸盐熔体的粘度随()而降低。 A.温度下降 B.SiO2含量增加 C.碱性氧化物含量增加 D.以上三个都不对 2.马赫数是气体动力学一个很重要无量纲量,它反映()相对比。 A.粘性力与惯性力 B.惯性力与弹性力 C.粘性力与重力 D.惯性力与重力 3.某晶面族X射线衍射强度正比于该晶面的()。 A.晶面间距 B.结构因子 C.多重因子 D.B和C 4.在形成连续固溶体的二元相图中存在一个二元无变量点,该说法()。 A.对

C.不能确定 D. 5.关于气体燃料预混燃烧的叙述错误的是()。 A.火焰较短,燃烧空间较小 B.需要的空气过剩系数较大 C.火焰黑度小,不发光 D.不需将空气和燃料预热到较高的温度 6.透射电镜主要由四大系统构成,其中()是其核心。 A.真空系统 B.电子光学系统 C.供电控制系统 D.附加仪器系统 7.研究表明,Ni2+和Ca2+离子可完全置换MgO晶体中的Mg2+离子,因此可以推测NiO或CaO可与MgO生成()。 A.有限固溶体 B.连续固溶体 C.化合物 D.非化学计量化合物 8.在不可压缩流体流动过程中,各相邻流体间的()做功,造成流体自身机械能的损失。 A.内摩擦力

C.曳力 D.范德华力 9.在获得的试样DSC曲线上,如果存在373℃晶型转变放热峰,基本可说明是石英相变,具体是()。 A.β-SiO2转变α-SiO2 B.β-SiO2转变γ-SiO2 C.α-SiO2转变β-SiO2 D.γ-SiO2转变β-SiO2 10.制备玻璃要经过高温熔化形成无气泡的玻璃液,但是玻璃还是分相。() A.会 B.不会 C.可能 D. 11.静止液体中其一点的压强与()的一次方成正比。 A.淹没深度 B.位置高度 C.表面压强 D.以上都不对 12.要测定聚合物的熔点,可以选择()。 A.红外光谱

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点 一、重要概念 1、无机非金属材料 ①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 ②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 2、陶瓷 ①从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 ②从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。 3、玻璃 ①狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质 ②一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。 玻璃转变温度:热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。 具有Tg的非晶态材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的无机非金属材料 6、复合材料 复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 ①可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石) ②弱塑性原料:叶蜡石、滑石 ③非塑性原料:减塑剂:石英助熔剂:长石

3、坯料的成型的目的 将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品,使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度 4、陶瓷的成型方法 ①可塑成型:在坯料中加入水或塑化剂,制成塑性泥料,然后通过手工、挤压或机加工成型;(传统陶瓷) ②注浆成型:将浆料浇注到石膏模中成型 ③压制成型:在金属模具中加较高压力成型;(特种陶瓷) 5、烧结 将初步定型密集的粉块(生坯)高温烧成具有一定机械强度的致密体。 固相烧结:烧结发生在单纯的固体之间 液相烧结:有液相参与,加助溶剂产生液相 好处:降低烧结温度,促进烧结 6、陶瓷的组织结构:晶相、玻璃相、气相 ①晶相:陶瓷的主要组成;分为主晶相和次晶相 ②玻璃相:玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利,不能成为陶瓷的主导组成部分。 玻璃相在陶瓷中的作用:粘结:粘结晶粒,填充空隙,提高致密度 降低烧成温度,促进烧结 ③气相:气孔;降低强度,造成裂纹。 7、陶瓷力学性能的特点 ①硬度:高②强度:抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③塑性:塑性极差④韧性:韧性差、脆性大 8、陶瓷热学性能的特点 ①导热性:差,良好的绝热材料 ②热稳定性(抗热震性):概念:材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差 9、结构陶瓷 ①概念:能作为工程结构材料使用的陶瓷,一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能,可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。 ②常见种类:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷 ③应用:…… 10、陶瓷增韧技术:【机理:阻碍裂纹的扩展】 ①相变增韧:相变可吸收能量;体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力,甚至产生

无机非金属材料

无机非金属材料 以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物(包括硫化物、硒化物及碲化物)和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料的泛称。包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。其中陶瓷一词,随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现,其概念的外延也不断扩大。最广义的陶瓷概念几乎与无机非金属材料的含意相同。无机非金属材料也和金属材料以及有机高分子材料等一样,是当代完整的材料体系中的一个重要组成部分。 普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。特种无机非金属材料的特点是:①各具特色,例如:高温氧化物等的高温抗氧化特性;氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性;铁氧体的磁学性质;光导纤维的光传输性质;金刚石、立方氮化硼的超硬性质;导体材料的导电性质;快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。②各种物理效应和微观现象,例如:光敏材料的光-电、热敏材料的热-电、压电材料的力-电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。③不同性质的材料经复合而构成复合材料,例如:金属陶瓷、高温无机涂层,以及用无机纤维、晶须等增强的材料。 沿革旧石器时代人们用来制作工具的天然石材是最早的无机非金属材料。在公元前6000~前5000年中国发明了原始陶器。中国商代(约公元前17世纪初~约前11世纪)有了原始瓷器,并出现了上釉陶器。以后为了满足宫廷观赏及民间日用、建筑的需要,陶瓷的生产技术不断发展。公元 200年(东汉时期)的青瓷是迄今发现的最早瓷器。陶器的出现促进了人类进入金属时代,中国夏代(约公元前22世纪末至约前21世纪初~约前17世纪初)炼铜用的陶质炼锅,是最早的耐火材料。铁的熔炼温度远高于铜,故铁器时代的耐火材料相应地也有很大发展。18世纪以后钢铁工业的兴起,促进耐火材料向多品种、耐高温、耐腐蚀方向发展。公元前3700年,埃及就开始有简单的玻璃珠作装饰品。公元前1000年前,中国也有了白色穿孔的玻璃珠。公元初期罗马已能生产多种形状的玻璃制品。1000~1200年间玻璃制造技术趋于成熟,意大利的威尼斯成为玻璃工业中心。1600年后玻璃工业已遍及世界各地区。公元前3000~前2000年已使用石灰和石膏等气硬性胶凝材料。随着建筑业的发展,胶凝材料也获得相应的发展。公元初期有了水硬性石灰,火山灰胶凝材料,1700年以后制成水硬性石灰和罗马水泥。1824年英国J.阿斯普丁发明波特兰水泥(见水泥)。上述陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等的主要成分均为硅酸盐,属于典型的硅酸盐材料。 18 世纪工业革命以后,随着建筑、机械、钢铁、运输等工业的兴起,无机非金属材料有了较快的发展,出现了电瓷、化工陶瓷、金属陶瓷、平板玻璃、化学仪器玻璃、光学玻璃、平炉和转炉用的耐火材料以及快硬早强等性能优异的水泥。同时,发展了研磨材料、碳素及石墨制品、铸石等。 20世纪以来,随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、光电子学、生物医学和环境保护等新技术的兴起,对材料提出了更高的要求,促进了特种无机非金属材料的迅速发展。30~40年代出现了高频绝缘陶瓷、铁电陶瓷和压电陶瓷、铁氧体(又称磁性瓷)和热敏电阻陶瓷(见半导体陶瓷)等。50~60年代开发了碳化硅和氮化硅等高温结

无机非金属材料试题

无机非金属材料工学试卷(B) 一、填空题(每空l分,计20分) 1.无机非金属材料生产过程的共性包括:原料、物料的制备与运输、热处理、成形和干燥等 2.粘土的主要化学组成为:二氧化硅、三氧化二铝、结晶水,还有少晕碱金属氧化物(K2O、Na2O)碱土金属氧化物等。 3.表明煤的组成时,必须指明所选用煤的基准,才能确切说明问题,通常煤有四个基准,即:收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。 4、玻璃的热膨胀系数是极重要的基本性质,通常分为和。 6.整个物料干燥过程可分为三个阶段,即加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段。 8.陶瓷注浆成形的基本力方法分空心注浆和实心注浆两种。 9.水泥的石灰饱和系数越大表明硅酸盐矿物中硅酸三钙的比例越高,熟料强度越好。 10,硅质耐火材料是指以二氧化硅为上要成分的耐火材料。 11.玻璃体中的缺陷主要包括三大类:气泡、结石、节瘤和条纹。 二、判断题〔每题l分,计15分) 2.石英品型转变的重建性转变是一石英、一鳞石英、一方石英间的转变。(错) 3 浮法玻璃成形的平衡厚度是指当重力和表而张力达到平衡时玻璃带的厚度,约为7mm(对) 4、.建筑石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。(对) 5.回转窑的主体部分是圆筒体,倾斜放置,物料山圆筒的高端加入,燃烧用空气也由 高端通入(错) 6.立窑中的“带”按窑的高度方大致可分为预热带、碳酸盐分解带、烧成带和冷却 带。(错) 7建筑石膏是将一水石膏〔熟石膏)磨细而成的自色粉末;水玻璃是一种能溶于水的硅酸盐,山不同比例的碱金属和二:氧化硅组成。( 错) 1}.物料中的水分可分为化学结合水、物理化学结合水和机械结合水三类;〔对) 11,立窑在锻烧的时候常会导致立窑中部通风不良、边风过剩的现象,是影响立窑熟料 质量的主要原因之一() 12.水泥回转窑的窑头是指物料进入回转窑的一端,窑尾是指回转窑出熟料一端。 13 耐火材料的耐火度是评价耐火材料的重要技术指标(对) 14、陶瓷的烧成制度包括温度度制度其中温度制度、气氛制度是关键,压力制度起中保证温度制度、气氛制度顺利实施的作用(对) 15.坯釉适应性是指陶瓷坯体与釉层有相互适应的物理化学性质,使釉面不剥脱、不开裂的 性质。(对) 三、名词解释(每题5分,计25分) 1.玻璃的熔化 2.宾汉体模型 3、石灰饱和系数、硅率、铝率 4.高温体积稳定性 5硅酸铝质耐火材料 四、问答题(第1题8分,第2题1分,第3、4题何题10分,计40分) 1.简要回答胶凝材料的定义及分类,并分析建筑石膏的硬化机理。 2试论述水泥窑中的物料反应带,并分析每个反应带所发生的主要物理化学变化并指出水泥

无机非金属材料的分类

无机非金属材料的分类 (1)传统陶瓷(其中,瓷是在陶的基础上上一层釉) 陶瓷在我国有悠久的历史,是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑,气势宏伟,形象逼真,被认为是世界文化奇迹,人类的文明宝库。唐代的唐三彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。 传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐,自然界存在大量天然的硅酸盐,如岩石、土壤等,还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等,它们都属于天然的硅酸盐。此外,人们为了满足生产和生活的需要,生产了大量人造硅酸盐,主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定,熔点较高,难溶于水,有很广泛的用途。 硅酸盐制品一般都是以黏土(高岭土)、石英和长石为原料经高温烧结而成。黏土的化学组成为Al?O3·2SiO?·2H?O,石英为SiO?,长石为K?O·Al?O3·6SiO?(钾长石)或Na2O·Al2O3·6SiO2(钠长石)。这些原料中都含有SiO2,因此在硅酸盐晶体结构中,硅与氧的结合是最重要也是最基本的。 硅酸盐材料是一种多相结构物质,其中含有晶态部分和非晶态部分,但以晶态为主。硅酸盐晶体中硅氧四面体[SiO4]是硅酸盐结构的基本单元。在硅氧四面体中,硅原子以sp杂化轨道与氧原子成键,Si—O键键长为162 pm,比起Si和O的离子半径之和有所缩短,故Si—O键的结合是比较强的。 (2)精细陶瓷 精细陶瓷的化学组成已远远超出了传统硅酸盐的范围。例如,透明的氧化铝陶瓷、耐高温的二氧化锆(ZrO2)陶瓷、高熔点的氮化硅(Si3N4)和碳化硅(SiC)陶瓷等,它们都是无机非金属材料,是传统陶瓷材料的发展。精细陶瓷是适应社会经济和科学技术发展而发展起来的,信息科学、能源技术、宇航技术、生物工程、超导技术、海洋技术等现代科学技术需要大量特殊性能的新材料,促使人们研制精细陶瓷,并在超硬陶瓷、高温结构陶瓷、电子陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷、超导陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的进展,下面选择一些实例做简要的介绍。 高温结构陶瓷汽车发动机一般用铸铁铸造,耐热性能有一定限度。由于需要用冷却水冷却,热能散失严重,热效率只有30%左右。如果用高温结构陶瓷制造陶瓷发动机,发动机的工作温度能稳定在1 300 ℃左右,由于燃料充分燃烧而又不需要水冷系统,使热效率大幅度提高。用陶瓷材料做发动机,还可减轻汽车的质量,这对航天航空事业更具吸引力,用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发动机效果会更好。 目前已有多个国家的大的汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。我国也在1990年装配了一辆并完成了试车。陶瓷发动机的材料选用氮化硅,

最新无机非金属材料工学知识点总结

1.为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰? 答:我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土,含铁较少而含氧化钛、有机物较多,坯体粘性和吸附性较强,适宜用氧化气氛烧成。 南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石,含铁量较多而含氧化钛、有机物较少,粘性和吸附性较小,适宜用还原气氛烧成。 2.与金属材料相比,无机非金属材料在性能上有那些特点?原因是什么? 答:无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质,其化学键主要为离子键或离子—共价混合键。因此,无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性,优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。 3.玻璃浮法成型的原理? 答:玻璃液从池窑连续流入并浮在有还原气氛保护的锡液上,由于各物相界面张力和重力的综合作用,摊成厚度均匀,上下两平面平行,平整和火抛光的玻璃带,经冷却硬化后脱离锡液,再经退火、切割而得到浮法玻璃。 4.采用陶瓷注浆成型时坯料应满足哪些要求?为什么? 答:1)流动性好。保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。 2)悬浮性好。浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。 3)触变性适当。受到振动和搅拌时,泥浆粘度会降低而流动性增加,静置后又恢复原状,此外,泥浆放置一段时间后,在维持原有水分的情况下也会变稠,这种性质称为触变性。泥浆触变性过大,容易堵塞泥浆管道,且坯体脱模后易塌落变形;触变性过小,生坯强度较低,影响脱模和修坯。 4)滤过性好。滤过性也称渗 模性,是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。滤过性好,则成坯速率较快。当细颗粒过多时,易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道,不利于成坯。熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。 5.陶瓷制品开裂的主要原因? 答:生坯在搬运过程中因被碰而产生的细微裂纹;坯体入窑水分过高、升温过急;高温阶段生温太快,收缩过大;坯体在晶体型转化阶段冷却过快;器形设计不合理。 6.实际生产中应该如何选择陶瓷的成型方法? 答:1)产品的形状、大小、厚薄等。一般形状复杂或较大,壁较薄的产品,可采用注浆法成形;而具有简单回转体形状的器皿可采用最常用的旋压、滚压法可塑成形。

高一化学人教版必修第二册 第五章 第三节 无机非金属材料

无机非金属材料 核心知识点一: 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 H2SiO3 + 2OH-=SiO32-+ 2H2O 比碳酸酸性弱:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱,受热易分解为SiO2和水:H2SiO3H2O+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。 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 ↓ SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3 ↓ ③如前所述, SiO2+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,其水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装,但是不能用玻璃塞,应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅,盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 (2)化学性质

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在材料学飞速发展的今天,无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。

化学 无机非金属材料的专项 培优易错试卷练习题

化学无机非金属材料的专项培优易错试卷练习题 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.X、Y、Z是三种常见的单质,甲、乙是两种常见的化合物。下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是() A.A B.B C.C D.D 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.X为H2,Z为Cl2,氢气与氯气可以一步反应生成化合物乙HCl;Y为Si,硅与氯气可以一步反应生成化合物甲SiCl4;氢气与SiCl4可以一步反应生成化合物乙(HCl)与单质Y(Si),故A正确; B.X为Mg,Z为O2,镁与氧气可以一步反应生成化合物乙MgO;Y为C,碳与氧气可以一步反应生成化合物甲CO2;镁与二氧化碳可以一步反应生成化合物乙(MgO)与单质Y(C),故B正确; C.X为Zn,Z为Cl2,锌与氯气可以一步反应生成化合物乙ZnCl2;Y为Fe,铁与氯气可以一步反应生成化合物甲FeCl3;锌与氯化铁不能一步反应生成化合物乙(ZnCl2)与单质Y(Fe),二者反应首先生成ZnCl2和FeCl2,然后锌再与FeCl2反应置换出铁,故C错误; D.X为O2,Z为H2,氧气与氢气可以一步反应生成化合物乙H2O;Y为N2,氮气与氢气可以一步反应生成化合物甲NH3;O2与NH3可以一步反应生成化合物乙(H2O)与单质Y(N2),故D正确; 故答案为C。 2.下列溶液中,不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的 ①碱石灰②NaCl③KNO3④CaO⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3 A.①④⑥⑦B.①③⑤⑥C.②③④⑦D.①⑥⑦ 【答案】A 【解析】 【分析】 玻璃的主要成分中含有二氧化硅,能和二氧化硅反应的药品不能盛放在带有玻璃塞的试剂瓶中,据此分析解答。 【详解】 ①碱石灰为CaO和NaOH的混合物,能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水,因此

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