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

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 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？ 三种硅酸盐材料：陶瓷、玻璃、水泥 玻璃 水泥 陶瓷 传统无机非金属材料 一、硅酸盐材料（传统无机非金属材料） 1、硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧 结构， Si在中心，O在四面体的4个顶角，每个Si 结合 个O，每个O结合 个Si。 四面体 4 2 2、硅酸盐的特性：大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 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 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 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 3、三种硅酸盐材料对比表 在实时性上，摄像机将采集到的数据信号，通过光导纤维传输到国家体育场内搭载了第三代英特尔至强可扩展处理器的边缘计算系统上，它的算力可满足实时、大量、精准度要求的图形、影像处理和3D建模、数据分析要求。 活动二：新型无机非金属材料 SiO2 光导纤维: 半导体： Si 从沙子制备高纯硅→硅切片→蚀刻 问题：请从氧化还原反应角度考虑如何以二氧化硅为原料生产硅？ 资料卡片：高纯硅的制备 工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷（SiHCl3），再经氢气还原得到高纯硅。 写出工业制备高纯硅反应的化学方程式： ① ； ② ； ③ 。 问题：如何进行蚀刻呢？请出化学反应方程式？ 氢氟酸或者氢氧化钠 高纯硅的应用：半导体材料、硅芯片、太阳能电池等 Si O 正四面体的空间网状结构 2.二氧化硅 （1）二氧化硅的结构： （2） 物理性质： 熔点高、硬度大、不溶于水 问题：请从物质类别和化合价角度预测二氧化硅的化学性质？ a、与烧碱溶液反应 SiO2+2NaOH ==== Na2SiO3+H2O SiO2+CaO ==== CaSiO3 高温 ①.酸性氧化物 b、与碱性氧化物反应 （3）SiO2的化学性质 ②.与碳酸盐反应 SiO2+Na2CO3 ==== CO2↑+Na2SiO3 高温 SiO2+CaCO3 ==== CO2↑+CaSiO3 高温 ④.特性：与氢氟酸(HF)反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O ③.弱氧化性 SiO2+2C == Si+2CO↑ 高温 工业制粗硅 思考与交流 1、保存NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 2、埋在地下的光导纤维常因土壤成碱性而断路，为什么？用离子方程式表示。 SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O 3、SiO2既能与HF酸反应又能和NaOH反应，所以它是两性氧化物？ 错。因为SiO2 + 4HF== SiF4 ↑+2H2O，生成的SiF4 不属于盐。 4、中国北京曙光公司研制了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。 (1)“龙芯”1号(芯片)的主要化学成分是________。 (2)互联网使用的数据传输材料叫________，主要化学成分是________。 (3)秦兵马俑制品的主要生产原料是________，主要成分为________