5.3 无机非金属材料 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

无机非金属材料 第三节 情景引入 陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料多为硅酸盐材料 目标一 硅酸盐材料 1. 无机非金属材料 主要含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 陶瓷 玻璃 水泥砖 产品 原料 设备 主要成分 性能 用途 陶瓷 陶瓷窑 耐高温、硬度大、耐腐蚀、性质稳定 玻璃 透光性好、硬度大、无固定熔点 水泥 遇水逐渐变硬(水硬性)硬化后性质稳定 黏土 黏土、石灰石、适量石膏 玻璃窑 水泥回转窑 含水的铝硅酸盐 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 建筑材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、各种器皿、光学仪器等 用于建筑和水利工程 纯碱、石灰石、 石英砂 2. 常见的硅酸盐材料 普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗? Na2CO3+SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 思考1 思考2 为什么陶瓷、玻璃、水泥都具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点？ 传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在硅酸盐中Si和O构成了硅氧四面体 结构决 定性质 二氧化硅的结构 每个Si结合4个O，Si在中心，O在4个顶角； 每个O与 2 个Si相结合。许多个这样的四面体通过顶角的O相连。二氧化硅晶体中Si和O按1∶2的比例组成立体网状结构的晶体。二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。 知识拓展 练习1 判断正误 (1)汉代烧制出的“明如镜、声如磬”的陶瓷，其主要原料是黏土(　　) (2)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸盐(　　) (3)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(　　) (4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(　　) √ √ √ √ 练习2 硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐，硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，常用作黏合剂和防火剂。 (1)硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其离子方程式是 。 (2)过量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，反应的离子方程式是 。 ＋ 2H＋===H2SiO3↓ ＋ 2CO2 ＋ 2H2O===H2SiO3↓ ＋2 (1)难溶于水的弱酸，其酸性不能使石蕊溶液变红 (3)不稳定，受热易分解： △ H2SiO3 === H2O + SiO2 硅酸（H2SiO3 ）的性质 (2)与碱反应：H2SiO3 + 2NaOH === Na2SiO3 + 2H2O 归纳总结 过渡 1. 半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”。你知道其含义吗？ 2. 光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息高速公路在全球迅猛发展。光导纤维的主要成分是什么？碱性环境下，光导纤维为什么会失去传播信号的能力？ 目标二 新型无机非金属材料 第三周期、第ⅣA族 应用最广泛的半导体材料 +16 2 8 4 (1)硅 1. 硅和二氧化硅 高温 SiO2+2C === Si+2CO↑ (2)粗硅的制取 注意产物不是CO2 SiO2+2C=========Si+2CO↑ 1800~2000 ℃ Si+3HCl=====SiHCl3+H2 300 ℃ SiHCl3+H2=====Si+3HCl 1100 ℃ 高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备: 其中涉及的主要反应的化学方程式是什么? 思考1 硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔沸点高、硬度大、有脆性；高纯度硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。 加热 Si+O2 === SiO2 加热 Si+Cl2 === SiCl4 高温 Si+C === SiC(金刚砂) ①稳定性：常温下三反应 ②还原性：加热(高温)三反应 Si+2F2 === SiF4 Si+2NaOH+H2O === Na