第五章 第三节 无机非金属材料-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019）

化学必修第二册课堂学案 第三节无机非金属材料 答案精解P: [学习目标] 1.了解硅酸盐及其性质、结构特点，了解传统硅酸盐产品的工业生产，知道硅及其化合物在材料家族中的应用。 (证据推理与摸型认知) 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。（科学态度与社会责任） 课前 教材预案 知识点2儿新型无机非金属材料 1.硅的存在与性质 知识点1 硅酸盐材料 (1)位：硅元素位于元素周期表第圆 周期 1.硅酸盐及其结构 第丽 族，处于金属与非金属的回 (1)硅酸盐的结构 位置。 在硅酸盐中，S和O构成了硅氧四面体，其结 (2)构：硅元素原子核外有3个电子层，最外层 构如图所示。 有4个电子。 (3)性：单质的导电性介于图 与四 之间，是应用最为广泛的画 材料。 (4)硅的存在：硅在自然界主要以团 和 网 的形式存在。 每个Si结合回 个O,Si在中心，O在四面 (5)高纯硅的制备 体的4个顶角：许多这样的四面体还可以通过 工业制备高纯硅的原理流程图 顶角的☑■ 相互连接，每个圆为国 面学议国国回黑色 个四面体所共有，与回个S相结合。 其中涉及的主要反应为 (2)硅酸盐的特性 ①国 硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料 ②4 大多具有硬度团、回 溶于水、耐☒ ③圆 耐回 等特点。 (6)硅的用途 2.常见的硅酸盐材料 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等 陶瓷 玻璃 水泥 领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通 信设备和家用电器等的圈 ,以及光伏 主要原料：☑ 电站、人造卫星和电动汽车等的回 辅 原料回 助原料：适量的 石膏 2.二氧化硅的用途 二氧化硅可用来生产圆 。 光导纤 设备 维的通信容量大，抗干扰性能好，传输信号不 易衰减，能够有效提高通信效率。 建筑材料、建筑材料、光 3.新型陶瓷 绝缘材料、 学仪器、各种 大量用于建筑 用途 (1)新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐 日用器皿、 器皿、玻璃 和水利工程 体系，在圆 等方面具有 卫生洁具 纤维 很多新的特性和功能。 ·38· 第五章化工生产中的重要非金属元素 (2)碳化硅(SiC) 家名师提醒 碳化硅俗称@ 其中的碳原子和硅原 (1)金刚砂为碳化硅，与金刚石结构类似，但不 子通过团 连接，与网 的结构 是金刚石的同素异形体。 类似，具有很大的硬度和优异的图 (2)硅酸盐结构复杂，通常用SO,和金属氧化 性能。可用作网 .3固 物的组合形式来表示其组成，但不是它们的混 等。 合物。 (3)常见新型陶瓷及其用途（选择填空） (3)因玻璃中的SO2能与碱反应，所以不能用 ①团 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗 磨口玻璃塞试剂瓶盛放烧碱溶液：氢氟酸也能 ②网 主要用于电力、交通、医疗等领域 与SO2反应，故也不能用磨口玻璃塞试剂瓶 ③网 用于滤声器、扬声器、超声波探伤器 盛放氢氟酸」 ④网 用于火箭、汽车发动机和耐高温 材料 课堂 深度拓展 A.高温结构陶瓷 B.压电陶瓷 探究点1 硅酸盐材料 C.透明陶瓷 D.超导陶瓷 4.碳纳米材料 I互动探究 (1)富勒烯是由4四 构成的一系列回 1.现代生产中采用不同的原料和工艺，可以制得 分子的总称，其中的回 是富勒烯的代 多种具有不同性能和用途的玻璃。对比普通 表物。 玻璃的成分及原料，推测高温下制造玻璃的过 (2)碳纳米管可以看成是由图 卷成的 程中发生的反应。 管状物，具有国 尺度的直径。比表面 积国，有相当高的强度和优良的国 I深度拓展 (3)石墨烯是只有一个回 厚度 1.常见硅酸盐材料的成分与特点 的单层石墨，其独特的结构使其电阻率 陶瓷 玻璃 水泥 图 、热导率网，具有很高的强度。 硅酸钠(NS(),)、 硅酸三钙(3C(0·S()) 1自主测评 成分 硅酸钙(CSO), 硅酸二钙(2C0·S0,)、 复杂 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” 二氧化硅(SO.) 留酸三钙(3CO·A1,O) (1)硅品片是生产芯片的基础材料。( 玻璃是非品体，称为 抗氧化、抗 (2)生产光导纤维的原料是二氧化硅。( 玻璃态物质，无固定 具有水硬性，与水摻和搅 特 酸碱腐蚀 (3)金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异 熔点，在某一温度范排并静置后，很容易凝固 制高温 围内软化可加工成变硬 形体。 绝缘 玻璃制品 (4)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物。 ( 2.常见的硅酸盐一硅酸钠（俗名泡花碱》 (5)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学 (1)硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具 性质很稳定。 有黏结力强、耐高温等特性，常用作黏合剂和 (6)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共 防火剂。 价键结合。 (2)硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SO3) (7)磨口玻璃塞试剂瓶不能盛放烧碱溶液