5.3无机非金属材料课件2023-2024学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第五章 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。 新课导入 陶瓷盘子 玻璃外墙 水泥植草砖 新课导入 硅太阳能电池 碳纳米管 （1）组成元素:多含________等元素。 硅、氧 （2）性能：一般具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特殊的光学、电学等性能。 （3）应用：广泛应用于航空、航天、信息、医疗和新能源等高技术领域。 无机非金属材料简介 （2）硅酸盐材料的性质：多数具有硬度______、 熔点_______、_______溶于水、化学性质________、 _________等特点。 （1）硅酸盐的结构: 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧________,如图所示。 四面体 高 高 难 稳定 耐腐蚀 1.硅酸盐的结构与性能 硅氧四面体的结构示意图 一、硅酸盐材料 2.常见的硅酸盐材料 （1）陶瓷 1.生产陶瓷的主要原料和方法是什么？ 陶瓷是以黏土为主要原料，高温烧结而成的 2.陶瓷在人类的生产和生活中有哪些重要的用途？ 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 3.根据生活经验，说一下陶瓷的性能？ 陶瓷硬度高、耐磨损、耐高温、化学性质稳定，但易破损 交流讨论 （2）玻璃 产品 原料 主要设备 主要成分 用途 玻璃 用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维 纯碱、 石灰石、石英砂 玻璃窑 Na2SiO3、 CaSiO3、SiO2 玻璃为什么可以被人工吹成不同形状的制品？ 玻璃不属于晶体，没有固定的熔点，能在一定的温度范围内软化。 交流讨论 制造玻璃时发生以下反应：Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑。 该反应能否说明H2SiO3的酸性比H2CO3强？为什么？ SiO2与Na2CO3是在高温条件下反应，且生成的产物是CO2气体，可以脱离反应体系，并不能说明H2SiO3酸性强于H2CO3 思考 高温 玻璃种类 性能 用途 含铅的光学玻璃 制造眼镜、照相机和 光学仪器的透镜 加入_________的玻璃 耐化学腐蚀、耐高温急剧变化 制实验玻璃仪器 加入__________________得到的彩色玻璃 建筑、装饰 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。 拓展提升 透光性好，折射率高 硼酸盐 金属氧化物或盐 (1) 制得的玻璃是混合物。 (2)钢化玻璃与普通玻璃的主要成分完全相同。 (3)氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛放。 (4)碱性试剂如NaOH溶液、Na2CO3溶液什么不能用带玻璃塞的试剂瓶存放 碱性试剂与玻璃塞的主要成分SiO2反应， 2NaOH＋SiO2 Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏在一起。 易错提示 港珠澳大桥使用了大量的水泥 产品 主要原料 主要设备 主要成分 用途 水泥 黏土、石灰石 水泥回转窑 硅酸盐 建筑和水利 工程材料 （3）水泥 和水泥时为什么要加入石膏？ 调节水泥的硬化速率 思考 分类 名称 性能 主要用途 传统硅酸 盐材料 陶瓷 熔点高、硬度大、 耐腐蚀、性质稳定 生产建筑材料、绝缘 材料、日用器皿、 卫生洁具 玻璃 透光性好、硬度大、 无固定熔点 生产建筑材料、光学 仪器和各种器皿 水泥 遇水变硬，硬化后稳定 建筑和水利工程 归纳总结 通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成 3.硅酸盐的书写 书写规则： 金属氧化物写在最前面，然后写二氧化硅，最后写水，而且氧化物之间用“.”隔开 例：硅酸三钙： 3CaO·SiO2 (1)单质硅的性质 硅单质的导电性介于_______________之间，是应用最为广泛的_________材料。 (2)自然界中的硅元素 主要以________(如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如________、_______)的形式存在。 导体和绝缘体 半导体 硅酸盐 水晶 玛瑙 二、新型无机非金属材料 1. 硅和二氧化硅 (3)高纯硅的制备 其中涉及的主要化学反应为: 工业制备高纯硅的原理示意图 在工业生产中如何制备高纯度的硅单质？设计实验说明 （粗硅制备） ①SiO2+2C Si+2CO↑； ③SiHCl3+H2 Si+3HCl。 ②Si+3HCl