第五章 第三节 无机非金属材料-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第二册 同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019，双选）

第三节　无机非金属材料 [课程标准]　1.了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品的工业生产。　2.了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。　3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用。 知识点一　硅酸盐材料 1．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。 2．硅酸盐及其结构 (1)硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体结构，Si在中心，O在四面体的4个顶角，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si。 (2)硅酸盐的特性 硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 3．常见的硅酸盐材料 (1)陶瓷 产品 主要原料 制备过程 生产应用 陶瓷 黏土 原料经高温烧结而成 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 (2)玻璃和水泥 产品 主要原料 主要设备 主要成分 用途 普通玻璃 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窑 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，高强度复合材料等 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 硅酸盐 和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程 【微自测】　判断正误 1．硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物(　　) 2．硅酸盐结构较为复杂，大多难溶于水，化学性质稳定(　　) 3．制水泥、玻璃的共同原料是石灰石(　　) 4．玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(　　) 5．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土(　　) 答案：1.×　2.√　3.√　4.√　5.√ 1．下图是常见的硅酸盐产品。请指明各图中展示的硅酸盐产品所属的类别。它们都是混合物吗？ 提示：图1、2属于陶瓷，图3属于水泥，图4属于玻璃。它们都是混合物。 2．用石灰水抹墙和用水泥砌墙的硬化原理是否相同，为什么？ 提示：不相同。石灰水抹墙时发生的反应为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，而水泥的硬化是发生了复杂的物理化学变化，二者原理不同。 学生用书↓第33页 3．硅酸盐通常可以用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成，例如：硅酸钠(Na2SiO3)：Na2O·SiO2，把长石(KAlSi3O8)和钠长石(NaAlSi3O8)改写成氧化物。 提示：K2O·Al2O3·6SiO2，Na2O·Al2O3·6SiO2。 归纳总结 1．硅酸盐氧化物形式的改写 书写形式 化学计量数　　 2．常见玻璃种类及其性能、用途 玻璃种类 性能 用途 含铅的光学玻璃 透光性好，折射率高 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜 加入硼酸盐的玻璃 耐化学腐蚀、耐高温急剧变化 制实验玻璃仪器 加入金属氧化物或盐得到的彩色玻璃 具有多种颜色 建筑、装饰 1．(2022·灵宝市月考)下列关于玻璃的叙述正确的是(　　) A．制普通玻璃的原料主要是纯碱和石英 B．普通玻璃的主要成分是二氧化硅 C．普通玻璃的主要成分为Na2O·CaO·6SiO2，说明普通玻璃为纯净物 D．过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成玻璃 D　[A.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石英砂和石灰石，A错误；B.普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，B错误；C.还含有其他物质，普通玻璃是混合物，C错误；D.泥沙主要成分为二氧化硅，过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成玻璃，D正确；故选D。] 2．(2022·怀仁市月考)宋代五大名窑分别为：钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是(　　) A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料 C．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物 D．陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀 C　[A.窑变是在高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化，窑变是复杂的物理化学变化，故A正确；B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，耐高温，故B正确；C.高品质的瓷器主要成分为硅酸盐，属于混合物，故C错误；D.陶瓷是硅酸盐产品，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，故D正确；综上所述，答案为C。] 知识点二　新型无机非金属材料 1．硅和二氧化硅 (1)主要应用 硅 半导体材料→硅芯片、硅太阳能电池 二氧化硅 光导纤维 (2)高纯硅的制备 其中涉及的主要化学反应为： (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl 2．新型陶瓷 新型材料 成分 性能 主要应用 金刚砂 碳化硅(SiC)