5.3.1 无机非金属材料（课件）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第三节 无机非金属材料 课时1 无机非金属材料 素元化学工作室 思维课堂 学习目标 1. 了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分； 2. 学习了解新型陶瓷、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及其在高科技领域所发挥的重要作用。 素元化学工作室 思维课堂 你知道这些地标性建筑用到了哪些材料吗？ 材料按照化学组成和特性来分： 无机非金属材料 金属材料 高分子材料： 思维课堂 素元化学工作室 思维课堂 材料分类 无机非金属材料 金属材料：包含纯金属和合金 有机高分子材料 传统无机非金属材料：如玻璃、陶瓷、 水泥 新型无机非金属材料：硅和二氧化硅、 新型陶瓷、碳纤维等 复合材料 无机非金属材料由什么物质组成？有什么性质？ 素元化学工作室 思维课堂 传统无机非金属材料 硅酸盐 存在： 定义： 表示方法： 硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中 由金属、硅、氧等元素形成的盐 ①用盐的化学式表示，如Na2SiO3、CaSiO3 ②用氧化物的形式表示，如Na2O•SiO2、CaO•SiO2 硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。每个Si结合4个O， Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。 素元化学工作室 思维课堂 硅酸盐表示方法 ①书写形式一般为：X金属氧化物 • Y SiO2 • Z H2O ②元素化合价不变、原子比例不变 ③计量数以整数书写 ④多种金属同时存在，活泼金属写在前面 【注意】 长石（KAlSi3O8）、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]如何用氧化物形式表示？ Al2O3·2SiO2·2H2O K2O·Al2O3·2SiO2 思维课堂 素元化学工作室 思维课堂 硅酸钠Na2SiO3 物理性质 化学性质 白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，有很强的黏合性。 与酸反应： Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3+H2O+CO2(过量） 2NaHCO3+H2SiO3↓ Na2SiO3+H2O+CO2(少量） Na2CO3+H2SiO3↓ 硅酸：高中化学唯一难溶性酸 ①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)；③耐火阻燃材料；④防腐剂 用途 素元化学工作室 思维课堂 硅酸H2SiO3 是一种很弱的酸，酸性比碳酸弱，溶解度很小,不稳定，受热易分解 H2SiO3 H2O+SiO2 如何证明酸性盐酸>碳酸>硅酸？ A B C D A：Na2CO3/NaHCO3 B : HCl C : 饱和NaHCO3 D : Na2SiO3 素元化学工作室 思维课堂 硅酸H2SiO3 硅酸 聚合 硅酸凝胶 干燥脱水 硅酸干凝胶 “硅胶” 硅胶的用途： 食品、药品的干燥剂 催化剂的载体 素元化学工作室 思维课堂 传统非金属材料 1.陶瓷 原料： 历史： 应用： 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 青花瓷、唐三彩 生产建筑材料、 绝缘材料、 日用器皿、 卫生洁具等 China 反应条件： 高温烧结 瓷都 素元化学工作室 思维课堂 传统非金属材料 2.玻璃 原料： 工业设备： 应用： 纯碱、石灰石和石英砂 玻璃窑 主要成分： 生产建筑材料、 光学仪器、 各种器皿， 制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 素元化学工作室 思维课堂 传统非金属材料 生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。 玻璃 素元化学工作室 思维课堂 加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。 着色剂 玻璃颜色 MnO2 紫色 CoO、 Co2O3 紫红色 FeO、 K2Cr2O7 绿色 CdS、 Fe2O3 、Sb2S3 黄色 AuCl 、 Cu2O 红色 CuO 、 MnO2 、 Fe3O4 黑色 【思考】 家中常用的玻璃为什么微微带绿色？ 传统无机硅酸盐产品 玻璃 素元化学工作室 思维课堂 传统非金属材料 3.水泥 原料： 工业设备： 黏土和石灰石 水泥回转窑 混凝土： 水泥、沙子和碎石等与水混合 石膏的作用： 条件： 高温煅烧 调节水泥硬化速率 素元化学工作室 思维课堂   陶瓷 玻璃 水泥 主要原料 主要设备