5.3无机非金属材料 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（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 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、成分等。 2.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及其在高科技领域所发挥的重要作用，激发学生学习化学的兴趣。 3.结合实例认识无机非金属材料在生产中的应用，体会化学给社会及人们带来的变化，培养科学态度、树立社会责任感、提高民族自豪感。 在科学技术不断发展的今天，硅与我们生活密切相关，日常使用的碗碟、窗户上的玻璃、建造房屋所用的水泥等。 新课导入 3 5G——新一代移动通信技术 给光纤通信行业带来新机遇 大幅提升移动互联网业务能力 有力支撑数字经济蓬勃发展 开启万物互联的新时代 你知道光纤的成分是什么吗 新课导入 4 1. 认识硅酸盐的结构 一、硅酸盐的结构与性质 （1）硅酸盐结构：Si和O构成了硅氧四面体结构。 （2）硅酸盐材料的性质：大多数硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等。 结构决定性质 知识点一 5 二、 硅酸盐材料 1. 陶瓷 硅酸盐产品 原料 主要设备或生产条件 应用 陶瓷 黏土（主要成分：含水的铝硅酸盐） 高温烧结 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 知识点二 我国具有悠久的陶瓷制造历史，陶瓷制品享誉国内外。 盲道砖 高压输电线路使用了陶瓷绝缘材料 瓷器 绚丽多彩的陶瓷，为什么是在烧制前在坯体上涂彩釉? 讨论 2. 玻璃 硅酸盐产品 原料 主要设备或 生产条件 应用 玻璃（主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2） 纯碱、石灰石和石英砂 在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化 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复合材料等 （1）玻璃的认识 生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂（SiO2），而玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，那么在生产过程中发生了怎样的反应？试写出反应的化学方程式。 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 高温 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ 高温 思考 9 种类 在玻璃中加入 的元素或物质 玻璃特性 用途 光学 玻璃 含铅原料 透光性好， 折射率高 制造眼镜、照相机和 光学仪器的透镜 硼玻璃 硼酸盐 耐化学腐蚀、耐温度急剧变化 制造可用于实验室使用的玻璃仪器 彩色 玻璃 金属氧化物 或盐 呈现不同的颜色 用于建筑和装饰 钢化 玻璃 无 机械强度高、弹性好、热稳定性好、碎后不易伤人、可发生自爆 常用作建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、 家具等 （2）特种玻璃及其用途 光学玻璃 彩色玻璃 硼玻璃 思维拓展 玻璃认识中的几个易错点： （1）钢化玻璃的主要成分与普通玻璃完全相同。 （2）玻璃试剂瓶不能盛放氢氟酸，因为氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应。 （3）碱性溶液不能保存于带玻璃塞的试剂瓶中。 3.水泥 结合生活中水泥的应用，认识水泥的常识 硅酸盐产品 水泥 原料 黏土、石灰石、石膏（调节水泥的硬化速率） 主要设备或生产条件 水泥回转窑中煅烧 主要 化学成分 (3CaO·SiO2)、硅酸三钙(2CaO·SiO2)、硅酸二钙 (3CaO·Al2O3) 铝酸三钙 应用 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 水泥的主要成分是不是氧化物？ 思考 3CaO·SiO2（硅酸三钙） Ca3SiO5 2CaO·SiO2（硅酸二钙） Ca2SiO4 3CaO·Al2O3（铝酸三钙） Ca3Al2O6 复杂的氧化物（如矿物等）成分往往用氧化物的形式表示它们的化学组成，实际上是盐，和化学式上的部分氧化物是不同的物质。 拓 展 “玛瑙”早期被书写成“马脑”。因“色如马脑，故从彼名。自佛经传入中国后，翻译人员考虑到“马脑属玉石类”,于是巧妙地译成“玛瑙”。玛瑙的主要成分为二氧化硅，由于与水化二氧化硅(硅酸)交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属，颜色可从极淡色以至暗色。 提示：二氧化硅不与水反应，故应先与碱(如NaOH溶液)反应生成硅酸盐，再与酸(如盐酸)反应生成硅酸。 如何由二氧化硅制取硅酸(H2SiO3)? 三、新型无机非金属材料 (1)硅元素 含量 存在 特点 地壳中含量仅次于氧，居于第二位 以化合态存在，主要是二氧化硅和硅酸盐 硅原子最外层有4个电子，既不易失去也不 易得到电子，主要形成四价的化合物 1.硅和二氧化硅 知识点三 16 (2)高纯硅的制备 石英砂 粗硅 焦炭 高纯硅 HCl H2 SiHCl3 1800~2000℃ 300℃ 1100℃ （粗硅制备） ①SiO2+2C