5.3 无机非金属材料（课件）-【教学帮】2022-2023学年高一化学同步教学精品课（人教版2019必修第二册）

高一化学人教版（2019）必修第二册 第五章 非金属及其化合物 第三节 无机金属材料 1 课堂引入 这些地标建筑可能会用到哪些材料？ 一、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) 材料按照化学组成和特性来分： 塑料、合成橡胶、合成纤维 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。 金属材料 无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、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 二、无机非金属材料 水泥 传统无机非金属材料（硅酸盐材料） 新型无机非金属材料 玻璃 陶瓷 硅和二氧化硅 新型陶瓷 碳纳米材料 5 1、硅酸盐 (1)概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称 (2)书写： 化学式法 氧化物法 如：Na2SiO3、K2SiO3、 CaSiO3等 黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 原则：a活泼金属氧化物·bSiO2·cH2O Al2O3·2SiO2·2H2O 有关氧化物法表示硅酸盐的组成的说明： (1)实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。 硅酸盐材料 三、传统无机非金属材料 有关氧化物法表示硅酸盐的组成的说明： (1)实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。 (2)拆分时：①各元素原子总个数比符合原来的组成 ②若出现分数应化为整数 ③各元素化合价不变 ④氧化物前面的计量数只针对该氧化物起作用 ⑤当多种金属同时存在，活泼的写在前面 一、硅酸盐材料 三、传统无机非金属材料 (3)硅酸盐的结构： Si O O O O (4)硅酸盐的性质： 硅氧四面体结构的特殊性决定了硅酸盐材料的性质具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 三、传统无机非金属材料 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为两个四面体所共用，与2个Si相结合。 (5)最简单的硅酸盐——硅酸钠 三、传统无机非金属材料 物理性质 白色可溶于水的粉末状固体，水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，有很强的黏合性。 化学性质 与酸反应： Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3↓ ①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)；③耐火阻燃剂；④防腐剂 用途 Na2SiO3+2HCl=2NaCl2+H2SiO3↓ 酸性：盐酸 >碳酸 > 硅酸 9 水玻璃防火实验 (1). 陶瓷 黏土 (主要成分为含水的铝硅酸盐) 高温烧结而成 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 (人类最早使用的硅酸盐产品) 主要原料 反应原理 特 点 应 用 2、常见的硅酸盐产品 (2). 玻璃 石英砂 (主要成分SiO2)、纯碱、石灰石 高温下发生复杂的物理和化学变化制得 Na2CO3 CaCO3 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 主要原料 反应原理 主要成分 2、常见的硅酸盐产品 普 通 玻 璃 钢 化 玻 璃 有 机 玻 璃 玻 璃 钢 玻 璃 纤 维 增 强 树 脂 (2). 玻璃 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、还可制造玻璃纤维用于高强度符合材料等。 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。 应 用 2、常见的硅酸盐产品 (3). 水泥 黏土、石灰石 水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化 具有水硬性（与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬） 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程 加适量石膏可调节水泥硬化速率 主要原料 反应原理 特 点 应 用 2、常见的硅酸盐产品 三种硅酸盐材料对比表 2、常见的硅酸盐产品 硅酸盐产品 原料 主要设备 主要成分 陶瓷 _____ 陶瓷窑 —— 玻璃 ___________ ___________ 玻璃窑 Na2SiO3、 CaSiO3、SiO2 水泥 ____________ 水泥回转窑 —— 黏土 纯碱、石灰石、 石英砂 石灰石、黏土 1、硅元素的存在与结构 存在 原子结构示意图 周期表中位置 含量 存在形态 地壳中居第2位 第三周期、第ⅣA族 氧化物和硅酸盐 硅是亲氧元素，自然界中无游离态单质硅，常以化合态存在，主要形式为二氧化硅和硅酸盐。 四、新型无机非金属材料 四、新型无机非金属材料 硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用最广泛的半导体材料。 晶体硅中的杂质会影响