5.3.2 新型无机非金属材料（精品课件）-2022-2023学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

走进奇妙的化学世界 2022-2023 必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属 第三节 无机非金属材料 你知道水晶、玛瑙、沙子的主要成分是什么吗？ 2 看到计算机的芯片，传导电话的光缆，化学实验的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物材料制成的吗？除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外，你还知道其他无机非金属材料吗？让我们走进教材一起学习新型无机非金属材料。 学习 目标 第2课时 新型无机非金属材料 PART 01 PART 02 通过学习，了解晶体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能在高科技领域所发挥的重要作用，激发学习化学的兴趣 结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高学习化学、投身国家建设的社会责任感 是沙子、水晶、石英、玛瑙的主要成分，可用于制光导纤维 学习任务一 二氧化硅 难溶于水，熔点高，硬度大。 化学稳定性： 化学性质很稳定，不活泼。 SiO2 结构 O Si 立体网状结构 物理性质： SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。 二氧化硅的用途 ①沙子是基本的建筑材料； ②纯净的SiO2是光学和光纤制品的基本原料； ③水晶、石英和玛瑙可制作饰品和工艺品； ④水晶用来制造电子工业中的重要部件。 石英坩埚 我也是一个普通人， 在世界上行走一圈， 能留下一点脚印，我已经心满意足。 诺贝尔 2009 年物理学奖 光纤之父 高锟 二氧化硅可用来生产光导纤维。 光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率。 1. SiO2属于哪类氧化物？ 思 考 2. 酸性氧化物的通性是什么？ 3. 能否根据CO2的性质来类推SiO2的化学性质？ SiO2 + 4HF == SiF4↑+2H2O ③与HF反应 ——唯一能与SiO2反应的酸 用途：刻蚀玻璃 ①酸性氧化物 ②弱氧化性 与碳酸盐反应 SiO2+2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 + Na2O ==== Na2SiO3 高温 与强碱溶液反应： 与碱性氧化物反应： SiO2 + Na2CO3 === Na2SiO3 +CO2 ↑ 高温 SiO2 + CaCO3 ==== CaSiO3 +CO2 ↑ 高温 工业生产玻璃原理 装NaOH溶液的试剂瓶是什么样子的呢？ SiO2 + 2C ===== Si + 2CO↑ 高温 用途：制粗硅 装碱性溶液的试剂瓶用橡胶塞 化学性质 你知道玻璃上的图案是如何刻上去的吗？ 氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应成SiF4和H2O。请写出该反应的化学方程式。 SiO2 存在形态 天然二氧化硅 （占地壳质量的12%） 结晶形 无定形 硅石 石英 水晶 玛瑙 硅藻土 思考与讨论 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？ SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O 分类——酸性氧化物 价态——最高价(氧化性) 特性——与氢氟酸反应 SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O SiO2＋2C===Si+2CO↑ SiO2＋CaO===CaSiO3 SiO2 高温 高温 二氧化硅的化学性质 二氧化碳 二氧化硅 水 碱 碱性氧化物 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 不反应 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O SiO2+CaO=CaSiO3 高温 HF SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 不反应 CO2 +H2O+Na2CO3 === 2NaHCO3 SiO2+Na2CO3 ==== Na2SiO3+CO2↑ 高温 SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑ 高温 碳 CO2+C=2CO SiO2+2C ==== Si+2CO↑ 高温 碳酸盐 组织建设 如何通过实验来证明硅酸的酸性比碳酸弱？ CaCO3 盐酸 饱和Na2SiO3溶液 CO2(HCl) 排除干扰 酸性： H2CO3>H2SiO3 广口瓶中放碳酸钙 组织建设 自主探究 如何通过实验来证明硅酸的酸性比碳酸弱？ 饱和Na2SiO3溶液 CaCO3 盐酸 CO2(HCl) 饱和 NaHCO3 溶液 组织建设 自主探究 如何通过实验来证明硅酸