3
2．新型无机非金属材料 ①新型陶瓷 主要产品有半导体材料、耐高温陶瓷、磁性陶瓷、 透明陶瓷、生物陶瓷、SiC、Si3N4 等。 SiC 的生产：SiO2＋3C=高==温==SiC＋2CO↑
Si3N4 的生产：3Si＋2N2=高==温==Si3N4
3SiCl4＋2N2＋6H2=高==温==Si3N4＋12HCl
要用于通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照
明等许多方面；玻璃钢是一种复合材料，强度高而密度小，
经常用于游乐车、水上游艇、餐桌椅等产品的生产；而氮
化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性、耐磨损、耐
高温且不易传热，不仅可以降低柴油机质量、节省燃料，
而且能提高热效率，可用于制pp造t精选发动机部件的受热面。 10
原理：2Al2O3=电==解==4Al＋3O2↑
ppt精选
6
3．金属的腐蚀及防护 ①金属腐蚀分类
化学腐蚀：金属材料与其接触的一些物质(如 O2、 Cl2)直接反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀。
电化学腐蚀：不同金属或不纯的金属与电解质溶液
接触，因发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被
氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。
第3课时 化学与材料科学的发展
ppt精选
1
一、无机非金属材料 1．传统硅酸盐材料 ①玻璃 原料：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=高==温==CaSiO3＋CO2↑
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。
ppt精选
(4)生产过程中，除 NaOH、H2O 可以循环使用外， 还 可 以 循 环 使 用 的 物 质 有 ________________( 填 化 学 式)。用此法制取铝的副产品是________________(填化 学式)。
Ⅱ.我国高炉生产各方面取得了显著进步，但在资源 和能源利用率、高炉大型化、提高产业集中度以及环保 等方面还跟国际存在很大差距，有待进一步提高，努力 向钢铁强国迈进。请回答下列问题：
ppt精选
9
1．我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷
柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐
高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是( B )
A．氧化铝陶瓷
B．氮化硅陶瓷
C．光导纤维
D．玻璃钢
【解析】氧化铝陶瓷是一种耐高温结构材料，经常用来做
高级耐火材料，导热性好；光导纤维是一种玻璃纤维，主
ppt精选
5
二、金属材料 1．钢铁的冶炼 主要矿石：磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿 (2Fe2O3·3H2O)、黄铁矿(FeS2)。 冶炼原理：在高温下，用还原剂将铁从其氧化物中 还原出来，工业上一般以铁矿石、焦炭、石灰石和空气 等为原料在高炉中炼制生铁。 2．铝的冶炼 原料：铝土矿
ppt精选
8
②缩合聚合反应 单体分子都含有两个以上能够反应的官能团是发 生缩聚反应的必要条件，单体在生成高聚物的同时，还 生成小分子副产物。 像涤纶、尼龙、酚醛树脂等都是由缩聚反应制得的。 2．性能优异的合成材料 ①塑料的改性 ②功能高分子材料 ③复合材料 复合材料由两种或两种以上性质不同的材料组合 而成，通常由基体材料和分散于其中的增强材料两部分 组成。
Na2CO3＋SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑
ppt精选
2
主要成分：CaSiO3、Na2SiO3 和 SiO2，其物质的量 之比大约为 1∶1∶4，因此玻璃成分可表示为： 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，故叫玻璃态物质，耐酸腐蚀(HF 除外)。
ppt精选
4
②现代信息基础材料——单晶硅 单晶硅的生产： SiO2＋2C=高==温==Si＋2CO↑
Si＋3HCl=高==温==SiHCl3＋H2
SiHCl3＋H2=高==温==Si＋3HCl ③石墨、金刚石和 C60——新材料诞生新科技 化学气相沉积法制造薄膜的原理：CH4=高==温==C(金 刚石)＋2H2
____________________________________________
_______________________p_p_t精_选__。
11
(3)工艺流程中涉及氧化还原反应的化学方程式为：
____________________________________________ ____________________________。
ppt精选
12
(1)高炉炼铁的原料有铁矿、焦炭和石灰石，其中起 溶剂作用的是____________________，目的是除去铁矿 石中的脉石，其产物密度比铁________，所以在铁水的 ________(填“上部”或“下部”)形成炉渣而与铁水分 离。
②电化学腐蚀分类 吸氧腐蚀：正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 析氢腐蚀：正极：2H＋＋2e－===H2↑ 负极：Fe－2e－===Fe2＋
ppt精选
7
③金属腐蚀的防护 a．电镀：运用电解的原理，在金属器件表面形成 一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜的过程。 b．发蓝：铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中， 一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2) 和铁酸钠(Na2Fe2O4)，亚铁酸钠与铁酸钠又相互作用生 成四氧化三铁氧化膜。 三、高分子化合物与材料 1．高分子化合物的合成 ①加成聚合反应 如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚甲 基丙烯酸甲酯等的合成，均采用加成聚合反应生成。
2．Ⅰ.实验室模拟工业上用铝土矿(主要成分为氧化 铝、氧化铁)制取铝的流程如下：
请回答下列问题：
(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ都用到的玻璃仪器有
________________________________________________ ________________________。
(2)写出由溶液 B 生成 Al(OH)3 的离子方程式：