5.3.1 无机非金属材料（课件）-【高效课堂】2022-2023学年高一化学同步教学课件+练习（人教版2019必修第二册）

第三节 无机非金属材料 第五章 化工生产中的重要非金属元素 致老师和同学们： ①由于ppt含较多高质量素材和视频，故资源比较大。 ②所用视频均内嵌在ppt中，不需要另外下载。本节共有3个视频,根据需要选择即时播放。 视频清单 ①从一颗沙子到CPU的过程 ②氢氟酸雕刻玻璃 ③光纤的通讯原理 课程学习目标 1.通过查阅资料，了解传统无机非金属材料的原料、成分，认识无机非金属材料在生产中的应用。 2.通过新型无机非金属材料的学习，认识新型无机非金属材料在生产中的应用。 核心素养水平 1.宏观辨识与微观探析：能从二氧化硅、二氧化碳的结构的角度分析两者性质的差异，形成“结构决定性质”的观念。 2.科学态度与社会责任：能通过无机非金属材料的学习，认识化学对社会发展的重要贡献，具有可持续发展意识，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。 课程学习目标与核心素养水平 许多无机非金属材料（如水泥、玻璃、陶瓷）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。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。 新课导入 随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。 硅芯片 硅太阳能电池 新课导入 材料的分类 金属材料 材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 (以硅酸盐材料为主) 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 一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料 长石（KAlSi3O8）、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]如何用氧化物的形式表示？ 【思考】 Al2O3·2SiO2·2H2O K2O·Al2O3·2SiO2 硅酸盐结构 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 个顶角许多四面体通过顶角的O相互连接每个 O 为两个四面体所共有，与 2 个 Si 相结合。 大多硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等。 硅酸盐性质 1.三大传统硅酸盐材料：陶瓷、玻璃、水泥 玻璃 水泥 陶瓷 一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料 陶瓷是以黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）为主要原料，经高温烧结而成的。 （1）陶瓷 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。它是以纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）为原料。 反应原理： SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ （2）玻璃 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。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；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。 资料卡片 含铅的光学玻璃 加入硼酸盐的玻璃仪器 加入金属氧化物或盐的彩色玻璃 不同性能和用途的玻璃 主要原料：黏土和石灰石（石膏） 生产设备：水泥回转窑 用途：水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土。 三峡大坝使用大量水泥 （3）水泥 无机非金属材料 硅酸盐产品 陶瓷 水泥 玻璃 陶瓷：原料——黏土 玻璃：原料——纯碱、石灰石和石英； 水泥：原料——黏土和石灰石； 加适量石膏； 硅酸盐产品：陶瓷、玻璃、水泥 归纳总结 满足科技发展的需要，应用于高端领域 二、新型无机非金属材料 新型无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，常见类型有两种。 高纯度的含硅元素的材料：如单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料。 一些含碳、氮元素的物质。如碳化硅、氮化硅等，在航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用。 二、新型无机非金属材料 1.硅 硅元素含量仅此于氧，位于元素周期表第三周期、第ⅣA族。 单质硅是灰黑色具有金属光泽的固体。 Si +14 8 4 2 主要形成四价的化合物 (1)硅的用途 Si导电性介于导体和半导体 之间,是良好的半导体材料, 硅是信息技术的关键材料。 硅太阳能电池 半导体材料 硅芯片 第三周期、第IV A族，处于金属和非金属的过渡位置 【思考】根据元素周期表中硅的位置，为什么硅能成为应