5.3.1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

非金属材料及其化合物 二氧化硅和硅酸 硅酸盐和硅单质 1 硅酸盐是由_____、____和_______元素组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般都___________，化学性质__________。 硅 氧 金属 不溶于水 稳定 二、硅酸盐 普通玻璃 Na2CaSi6O14 思考: 怎样将它们的化学式改写得简单一点? 长石 K2Al2Si6O16 硅酸盐的表示方法： ①化学式法（表示组成简单的硅酸盐）： ②氧化物法（表示复杂的硅酸盐）： 如：硅酸钠：Na2SiO3 硅酸钙：CaSiO3 如：硅酸钠：Na2O · SiO2 硅酸钙： CaO · SiO2 用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成 书写原则 要领：①各元素原子总个数比符合原来的组成 ②分数化整 格式：金属氧化物 · 二氧化硅 · 水 顺序：按金属活动顺序表依次排列 Na2SiO3 : KAlSi3O8 ： CaMg3Si4O12 ： Al2(Si2O5)(OH)4： 如何用氧化物法表示硅酸盐？ CaO 3 4 Al2O3·2SiO2 ·2H2O MgO · SiO2 · Na2O · SiO2 Al2O3 K2O 6SiO2 · · 2( ) 1 2 分数化整 最简单的硅酸盐------硅酸钠 易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，黏性很强。 1、物理性质： 硅酸钠水溶液呈碱性，易吸收空气中CO2而变质 2、化学性质： Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3(胶体)+Na2CO3 放入蒸馏水 放入Na2SiO3饱和溶液 现象 结论 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 （制备木材防火剂的原料） [实验4－2] ① Na2SiO3溶液（水玻璃）—— 木材防火、黏胶剂等 3、硅酸钠（Na2SiO3）的应用 ②制备硅酸： Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3(胶体) + Na2CO3 传统的三大硅酸盐产品 1、陶瓷 2、水泥 3、玻璃 使用量最大的 无机非金属材料 重点掌握硅酸盐的用途 陶瓷： 产品成分：复杂，主要是硅酸盐 制造原料：黏土 生产条件：高温烧结 传统的三大硅酸盐产品 水泥 主要 原料 主要 设备 主要 成分 性质 应 用 黏土 石灰石 石膏 水 硬 性 水 泥 回 转 窑 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 水泥沙浆 混凝土 钢筋混凝土 玻璃 主要原料 主要设备 主要成分 纯 碱、石灰石、石 英 玻璃窑 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 玻璃窑中发生的主要反应： 玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点： 都在高温下，发生了复杂的物理和化学变化。原料都有含硅元素的物质，产品都含有硅酸盐，且都是混合物。 （4）具有特殊功能的含硅物质： ①、碳化硅 （SiC俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。 ②、硅 钢 （铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。 15 15 ③硅橡胶 （具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。常作吸附剂） ④分子筛 (最好的既耐高温又耐低温的橡胶) 三、硅单质——良好的半导体材料 硅（Si） 物性： 1、灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体 2、熔、沸点高、硬度大 (1)在自然界中硅元素只有化合态，无游离态； (2)与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。 (1)常温下： ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF=SiF4 ↑+2H2↑ ③Si+ 2KOH + H2O = K2SiO3 + 2H2↑ 注：除氟气、氢氟酸和强碱外,其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。 化性： 硅的化学性质不活泼。 (2)加热时：与某些非金属反应 5、工业制粗硅： 粗硅提纯 Si+2Cl2===SiCl4 SiCl4+2H2===Si+4HCl Si+O2==SiO2 △ SiO2+2C===Si+2CO 高温 用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,信息技术的关键材料。 集成电路 晶体管 硅在能源方面的用途 单晶硅电池板 晶体硅光电池 1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质（ ） 　　 A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬 2.赏心悦目的花瓶图案是用下列物质的一种对玻璃进行刻蚀而形成的,这种物质是（ ） 　　　　　 A.盐酸