说明:用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时,各氧化物的排列顺序为:
较活泼金属氧化物→ 较不活泼金属氧化物→ 二氧化硅→ 水
(3)硅酸钠
硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,它是一种矿物胶,具有粘合性。
3、无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料
① 玻璃
原料:生产普通玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3),石灰石(CaCO3)和石英(SiO2 )。
主要设备:玻璃熔炉
反应原理:将粉碎混匀的原料加强热使之熔化,发生复杂的物理化学变化,冷却即成玻璃。其中主要化学反应是:
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑
Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2 ↑
主要成分: 制造玻璃的原料中,石英是过量的,所以,普通玻璃是CaSiO3,Na2SiO3和SiO2 熔化在一起得到的物质,其物质的量之比为1:1:4,因此玻璃可表示为:Na2O·CaO·6SiO2。
主要性质:硬而脆,受热时在一定温度范围内逐渐软化,没有一定的熔点,故作玻璃态物质,耐酸腐蚀(HF除外)。
②水泥
a. 普通水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2),硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。
b. 水泥的特点是水泥具有水硬性,与水搀和搅拌并静置后,很容易凝固变硬。
c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物,混凝土常用钢筋作结构,这就是通常所说的钢筋混凝土。
(2)新型无机非金属材料
类别 示例 特性 用途 高温结
构陶瓷 氮化硅陶瓷 硬度极高,耐磨损,耐高温,抗腐蚀,抗氧化能力强,电绝缘性好 汽轮机叶片、轴承、发动机部件、永久性模具 碳化硅陶瓷 硬度仅次于金刚石,耐高温,且在室温下能导电 电热元件 生物
陶瓷 氧化铝陶瓷
氧化锆陶瓷 强度高,耐磨,无毒,不溶于水,对人体组织有较好的适应性,可直接植于人体 人造牙齿、人造骨骼 压电
陶瓷 钛酸钡陶瓷
钛酸铅陶瓷 可将极其微弱的机械振动转换成信号 声呐系统、气象检测、遥控环境保护、家用电器、压电地震仪
【典型例题】
例1. 有一粗硅,含铁和硅两种杂质,取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是( )
A. 物质的量之比为1:1 B. 物质的量比为2:1
C. 质量比为4:1 D. 质量比为2:1