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1、《材料組成的優(yōu)化》教案
［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？
［知識學習］
一、改變材料的組成
1、合金：
⑴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
2、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構混合而成，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。 ⑶合金的性質(zhì)： 2、貯氫合金： 貯氫反應：
3、硅酸鹽材料和特種陶瓷
⑴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
(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、冷卻、成為陶器。
③陶瓷的種類(根據(jù)原料、燒制溫度劃分 廣土器、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
3、， 又叫高技術陶瓷、先進陶瓷、精細陶瓷、 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 制的化學組成，按照便于進行的結構設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構陶瓷和功能陶瓷兩大類， 結構陶瓷是指用于各種結構部件， 以發(fā)
揮其機械、熱、化學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
超純硅的制取反應原理：
粗硅的制取反應
4、：
粗硅提純反應：
高純硅的獲得反應：
高純硅的用途
［課堂練習］
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%,其化學組成用氧化物形式可表示為 nZnO- SiO2,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)設備相
5、同 B.原料中均有石灰石
C.反應都在高溫下進行 D.發(fā)生的都是復雜的物理化學變化
H2O、酸等均無作
根據(jù)一下材料回答 5、6、7、8、9、10、11題：
硅晶體結構類似于金屬，如可刻劃玻璃，低溫下單質(zhì)硅不活潑，與空氣、
用， 但可與強堿和強氧化劑在適當溫度下作用。 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
作半導體材料的高純硅 ( 含雜質(zhì)少于百萬分之一 ) 。
5、假設根據(jù)每步反應建立一個車間，
6、該廠需建 ( ) 個車間
A． 3 B． 4 C． 5 D． 6
6、生產(chǎn)原理中未涉及的反應類型是
A.氧化還原反應 B .置換反應 C.化合反應 D.復分解反應 E.分解反應
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)品中含過量的硅石或焦炭
C.產(chǎn)品中含SiC D.消耗能量大
8、下列關于硅的說法中，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、晶體硅的結構與金剛石相似，都是原子晶體
D、 . 硅是良好的半導體材料
9、下列①?⑧中物質(zhì)間的反應不能產(chǎn)生氣體的是
①石灰石和鹽酸
7、蒸氣
⑤過氧化鈉與水
A、①和⑤
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
⑥氟與水 ⑦鈉與硫酸銅溶液 ⑧碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液
以④和⑦ C、③和⑦ D②和⑧
10、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和燒堿溶液反應生成 D的水溶液，當氣體 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)？寫出其化學式。
(2) 寫出有關反應的化學方程式。
11、已知 SiO2+2CSi + 2COT ; 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后，得殘留固體；
若石英砂與混和物的物質(zhì)的量之比 n(0 v nv 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）
《材料組成的優(yōu)化》教案2
