无机非金属材料实验一

《无机非金属材料》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生掌握无机非金属材料的基本概念和基础知识，了解无机非金属材料在日常生活和工业生产中的应用，同时培养学生的实践操作能力和问题解决能力。

二、作业内容1. 课堂讨论：让学生分组讨论无机非金属材料的主要类型及其应用场景，每组选择一种典型材料进行详细介绍。

要求学生对材料的特点、制备工艺、应用领域等进行归纳总结。

2. 实验操作：选取一种无机非金属材料（如玻璃、陶瓷、水泥等）进行制备实验，包括材料的制备步骤、制备过程中的注意事项、材料的质量检测等。

要求学生按照实验指导书独立完成实验，并记录实验过程和结果。

3. 案例分析：选择一个实际的无机非金属材料生产案例，让学生分析生产过程中的工艺流程、技术要点、质量控制等，培养学生的工程思维和实践能力。

4. 自我总结：要求学生撰写一篇短文，总结本次课程所学到的无机非金属材料知识，包括基本概念、分类、制备方法、应用领域等，以及自己在实践操作和案例分析中的收获和体会。

三、作业要求1. 作业内容应围绕课程所学知识，结合实际应用进行讨论、实验和案例分析，避免空洞无物。

2. 实验操作应按照实验指导书进行，确保实验安全和材料质量。

3. 案例分析应分析透彻，提出改进建议，具有实际指导意义。

4. 总结短文应简洁明了，重点突出，字数在300字左右。

四、作业评价1. 评价标准：作业完成情况、讨论积极性、实验操作规范性、案例分析深度和广度等。

2. 评价方式：教师评分与学生互评相结合，确保评价的公正性和客观性。

五、作业反馈1. 学生应积极提交作业，并在作业中提出自己在课程学习中的疑惑和收获，以便教师更好地了解学生的学习情况。

2. 教师应对学生的作业进行及时反馈，包括优点和不足，并提出改进建议，以促进学生的学习进步。

3. 教师应收集学生的反馈意见，不断完善和调整作业设计方案，以提高课程质量和学生的学习效果。

通过本次作业设计方案，希望能够帮助学生更好地掌握无机非金属材料的相关知识，提高其实践操作能力和问题解决能力。

高中化学无机非金属材料教案一、教学目标1. 让学生了解无机非金属材料的定义、特点和应用领域。

2. 使学生掌握无机非金属材料的主要制备方法。

3. 培养学生对无机非金属材料的兴趣和认识，提高其创新意识和实践能力。

二、教学内容1. 无机非金属材料的定义及特点2. 无机非金属材料的分类和应用3. 无机非金属材料的制备方法4. 常见无机非金属材料实例分析5. 无机非金属材料在现代科技中的应用三、教学重点与难点1. 重点：无机非金属材料的定义、特点、分类、应用和制备方法。

2. 难点：无机非金属材料的制备方法和应用领域的拓展。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究无机非金属材料的相关知识。

2. 利用案例分析法，使学生了解无机非金属材料在实际生活中的应用。

3. 采用小组讨论法，培养学生团队合作意识和解决问题的能力。

4. 利用实验教学法，提高学生动手操作能力和实验技能。

五、教学准备1. 准备相关PPT、案例资料、实验器材和药品。

2. 设计好相关问题，准备课堂讨论和回答。

3. 安排好实验内容和实验指导。

【导入】（简要介绍无机非金属材料的概念，引发学生兴趣。

）【讲解】1. 无机非金属材料的定义及特点（讲解无机非金属材料的定义，通过对比有机非金属材料，突出其特点。

）2. 无机非金属材料的分类和应用（讲解无机非金属材料的分类，举例说明各种材料的应用领域。

）3. 无机非金属材料的制备方法（讲解无机非金属材料的制备方法，包括传统方法和现代制备技术。

）【案例分析】（分析具体无机非金属材料实例，如玻璃、陶瓷等，引导学生了解其在实际生活中的应用。

）【小组讨论】（提出相关问题，让学生分组讨论，培养团队合作意识和解决问题的能力。

）【实验教学】（安排实验内容，指导学生进行实验操作，培养动手能力和实验技能。

）【总结】（回顾本节课所学内容，强调重点知识，布置课后作业。

）六、教学进程1. 课前准备：教师提前准备相关资料，设计好教学问题和案例分析。

无机非金属材料【学习目标】1.通过阅读教材、分组实验，初步认识硅酸盐的组成、性质及基本用途。

2.通过阅读教材、观察图片、思考讨论，认识传统的硅酸盐产品和具有传统功能的含硅材料。

3.通过阅读填空、拓展探究，认识单质硅的存在、性质和用途，树立绿色化学是一种可持续发展的意识。

【学习重点】硅和硅酸钠的重要性质。

【学习难点】硅和硅酸钠的重要性质。

【学习过程】旧知回顾：1.实验室盛放碱溶液的试剂瓶一般用橡皮塞的原理防止普通玻璃种含有的二氧化硅与碱液反应生成具有黏性的23Na SiO ，导致瓶塞无法打开。

2.（1）硅酸：硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 不能 （填“能”或“不能”）使紫色石蕊溶液变红色。

①硅酸不稳定，受热易分解：2332H SiO SiO H O ∆+。

②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为：33222H SiO 2NaOH Na SiO 2H O +=+。

③硅酸在水中易聚合形成胶体。

硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。

3．硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。

硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶（或硅酸干凝胶），具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。

新知预习：阅读教材并填写下列空白：1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。

溶解性大多不溶于水，稳定性较好。

常用的硅酸盐是23Na SiO ，其水溶液称为水玻璃，可用作制硅胶及木材防火剂等。

2.硅酸盐的主要产品有陶瓷、水泥、玻璃。

3.硅的主要用途是半导体材料（硅芯片、光电池等）。

【同步学习】情景引入：中国有着悠久历史的陶瓷，生活中的玻璃，以及盖房子用的水泥，它们的主要化学成分是什么？自然界中形形色色的各种矿石其组成成分又是什么？硅酸盐材料活动一认识硅酸盐1.阅读完善：阅读教材，进一步完善“新知预习1”。

2.3.分组实验：阅读教材，并填写对应表格。

4.阅读了解：阅读教材，了解硅酸盐的丰富性和多样性。

华南师范大学实验报告专业：材料化学课程名称：无机非金属材料实验指导老师：实验项目：陶瓷的制备实验一、实验目的1.掌握陶瓷配料方案的确定方法，确定陶瓷的配料方案；2.确定陶瓷坯料配方，并且掌握陶瓷坯料的计算方法；3.掌握陶瓷坯料制备的步骤及成型方法；4.掌握陶瓷釉料配方的确定和釉料配方的计算；5.根据陶瓷制备的原理、工艺方法制备出陶瓷样品，并且根据陶瓷样品表现分析其原因。

二、实验原理本次实验选择制备长石质瓷，长石质瓷属于长石-石英-高岭土为主的三组分配料。

一般的烧成温度范围在1250℃-1350℃，满足实验室的熔炉要求（≦1400℃）。

一般长石质瓷的组成范围为：SiO2Al2O3R2O+RO通过上述工艺要求确定陶瓷坯料的配方，为了改善陶瓷的外观及性能，同时还会适当的加入其他陶瓷坯料的配料成分。

陶瓷坯体成型以后，往往还要在其表面制备一层釉层。

一般的说，釉层基本上就是一种硅酸盐玻璃。

釉的作用在于改善陶瓷制品的表面性能，使制品表面光滑，对液体和气体具有不透过性，不易沾污；其次，可提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。

因此，釉的配方主要通过硅酸盐玻璃的配方确定，前面的玻璃实验中已经确定。

三、实验样品与器材根据实验原理，由于实验室的熔炉的最高温度为1400摄氏度。

而长石质瓷的一般烧成温度在1250-1350℃。

因此符合实验室要求。

而长石质瓷组成范围在直线ME附近的两侧。

所以选取了如图所示的点SiO2-K2O-Al2O3(60%-15%-25%). 再对此点进行修正：由于K2O、Na2O的含量过高会使陶瓷的热稳定性大大降低，因此其含量一般不高于5%。

修正SiO2含量为68%、K2O、Na2O总的含量为5.5%。

此外Al2O3含量过高会使烧成温度升高。

因此其含量不可过高，将其改为20%。

少量加入其他氧化物如Fe2O3、BaO、CaO、MgOSiO2Fe2O3BaO MgO Al2O3K2O Na2O合计68% 0.20% 0.40% 0.20% 20% 4.0% 1.5% 94.3% 根据实验室具有的实验药品：高岭土（Al2O3·2SiO2·2H20）Na2CO3石英（SiO2）BaO碱式Mg2O3（4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O）Fe2O3K2CO3确定坯料中各矿物或化学原料的组成：釉料的配方及质量由玻璃的配方成分再加入适当的Al 2O 3，得到最终釉料的配方及质量如下：终上所述，本实验的实验药品情况： 高岭土（Al 2O 3·2SiO 2·2H 20） 石英（SiO 2）碱式Mg 2O 3（4MgCO 3·Mg(OH)2·5H 2O ） Al 2O 3 Ca(NO 3) H 2O 38.28g 13.4259g1.73g 0.050g 1.3352g 0.05MLNa 2CO 3 BaO Fe 2O 3 K 2CO 3 CuSO 41.7849g 0.16g 0.08g 3.1149g 0.2g实验器材：搅拌器具、高温熔炉、烘箱、烧杯等四、实验步骤1.按照上述计算称取陶瓷坯体原料；2.将各种原料均匀混合，并逐步加入一定量的水，使得坯土具有一定塑性。

无机非金属材料专业实验1 实验简介无机非金属材料是指没有金属元素或金属元素含量非常少的材料。

这些材料具有特殊的化学与物理性质，被广泛地应用于工业、建筑、医疗、农业等领域。

本实验将探究无机非金属材料中的氧化物、硫酸盐和硅酸盐的结构与性质。

2 实验材料与仪器设备- 洗净并烘干的试管- 火柴- 锥形瓶- 磁力搅拌器- 蒸馏水- 常温盐酸- 碘液- 沉淀剂：硫酸钠、硫酸铜、硝酸银- 实验室天平- 恒温器3 氧化物的性质研究3.1 实验步骤将锥形瓶中放入适量的锰矿石和蒸馏水，并点火慢慢加热沸腾，直至观察到深红色的气体反应。

关闭火源后，再加入少量的碘液，观察到生成褐色沉淀。

用硫酸钠与硫酸铜对褐色沉淀进行检验结论。

3.2 实验结果经实验，我们可以得出以下结论：- 生成的深红色气体为氧气。

- 加入少量碘液后生成的褐色沉淀为二氧化锰。

- 用硫酸钠与硫酸铜对褐色沉淀进行检验，观察到沉淀剂混合后的溶液仍呈无色，说明二氧化锰不具有硫酸根离子（SO42-）和铜离子（Cu2+）离子间的反应性。

3.3 结论氧化物是由氧原子和非金属元素组成的化合物。

在我们的实验中，锰矿石中含有锰的氧化物，我们可以通过试验的过程分析锰酸化合价的变化，较好的证明了二氧化锰的存在。

4 硫酸盐的性质研究4.1 实验步骤在试管内加入硝酸银，加少量盐酸，得到白色的一沉淀，再加入盐酸，观察溶液状态。

4.2 实验结果通过实验可得如下结论：- 在试管中加入硝酸银，再加少量盐酸，得到白色的一沉淀，这说明存在着硫酸银。

- 加入更多的盐酸，观察到沉淀逐渐地溶入溶液。

4.3 结论硫酸盐一般是由金属元素和硫酸基离子组成的，硫酸银是硫酸盐的典型代表。

此外，硫酸银也是一种在实验室中较为常见的沉淀剂之一。

通过实验，我们可以了解硫酸银在酸性环境和碱性环境下的表现特点与规律。

5 硅酸盐的性质研究5.1 实验步骤将三种离子交换树脂分别置于水溶液中，再加入酚酞指示剂。

通过比较，分析不同离子交换树脂对硅酸盐的吸附能力。

华南师范大学实验报告学生姓名何嘉棋梁涌滨学号20122400078 20122400015专业材料化学年级、班级2012级课程名称无机非金属材料实验实验项目玻璃的制备实验类型验证设计综合实验时间2013 年12 月13日实验指导老师罗穗莲实验评分一.【实验目的】学习实验室条件下制备玻璃材料的基本训练学习玻璃的基本组成和配制二.【实验原理】绿色钠钙硅玻璃配方查资料得，钠钙硅玻璃化学组成范围如下表所示，由书上的钠钙硅玻璃的三元相图，SiO2 Na2O CaO65.8% 14.7% 8.5%，来提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率。

加入MgO，范围为3.5%以下，是网络外体氧化物，可以使玻璃的硬化上单变慢，改善玻璃成形性能。

加入BaO，范围为0.5~1.0%，增加玻璃的折射率、密度、光泽和化学稳定性。

加入少量的Fe2O3作为脱色剂，加入少量的Cr2O3作为着色剂。

加完以下的原料之后为： Z=4R=(65.9*2+7.7*3+14.8+8.5+1.8+0.5+0.6*3+0.1*)/65.9=2.64X+Y=Z,X+Y/2=R,算去X 为1.28，Y 为2.72≈3，四面体三个是桥氧。

玻璃应该能连接成三维网络，应该保持较高的强度。

三.【实验药品与仪器】药品：二氧化硅 碳酸钙 碳酸钠 碱式碳酸镁 氧化铝 碳酸钡 氧化铁 碎玻璃仪器：坩埚四.【实验步骤】1、计算个组分原料使用配比。

2、将二氧化硅，碳酸钙，碳酸钠，碱式碳酸镁，氧化铝，碳酸钡，氧化铁，碎玻璃按照配比混合，研磨均匀。

五.【实验现象与分析】实验现象：玻璃内部产生较多裂纹，玻璃颜色为绿色，制备玻璃易碎。

结果分析： 名称SiO2 Al2O3 Na2O CaO MgO BaO Fe2O3 Cr2O3 比例（%）65.9 7.7 14.8 8.5 1.8 0.5 0.6 0.11、玻璃内部裂纹较多，证明在烧制过程中出现了较多的玻璃缺陷部分。

实验一 测定无机非金属材料的介电常数一、实验目的1、掌握测定无机非金属材料介电常数的操作过程二、实验原理相对介电常数通常是通过测量试样与电极组成的电容、试样厚度和电极尺寸求得。

相对介电常数(εr )测试可用三电极或二电极系统。

对于二电极试样，由于方形电容C x 的计算公式是：dYX C ⋅⋅⋅=0r x εε （1）因此，待测材料的介电常数可以表示为：YX dC ⋅⋅⋅=0x r εε （2）式2中C x 为试样电容(法)，X 为电极长度(米)，Y 为电极宽度(米)，d 为电极板之间的距离(米)，ε0=8.854 187 818× 10-12法拉/米(F/m)。

图1 电容法测量材料介电常数示意图测试中，选择电极极为重要。

常用的是接触式电极。

可用粘贴铝箔、烧银、真空镀铝等方法制作电极，但后者不能在高频下使用。

低频测量时，试样与电极应屏蔽。

在高频下可用测微电极以减小引线影响。

在某些特殊场合，可用不接触电极，例如薄膜介电性能测试和频率高于30兆赫时介电性能的测量。

无机材料物理性能课程实验指导书三、实验仪器PGM—2型数字小电容测试仪、玻璃刀、玻璃板、游标卡尺、铝质平板电极、连接导线四、实验步骤1、采取边长为100×100mm的正方型玻璃板，记录电极板的长X、宽Y以及实际玻璃板的厚度d。

2、按照图1连接仪器。

3、开启数字电容仪。

4、松开电极板紧定螺丝，将上电容板台到适当高度，在中间放入一块测量好的玻璃，使上下电容板与玻璃板相接触，然后旋紧固定螺丝。

5、读取电容数字。

6、然后重复4、5步骤，将玻璃板换成2-5块，分别测出其电容值。

7、结束实验，关闭仪器。

实验数据五、思考题1.介电常数与介电材料的厚度有什么样的关系？2.介电现象是如何产生的？实验二 热电效应实验一、实验目的1、了解热电材料的赛贝克(seeback)定律，珀耳帖(Peltier)效应，汤姆孙效应等热电材料的特性。

2、熟练的使用万用表来测量热电效应产生的电势差。