第三节 无机非金属材料-2023-2024学年高一化学下学期人教版（2019）必修第二册课件

第五章 第三节 无机非金属材料 化工生产中的重要非金属元素 1 材料 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 天然有机高分子材料 合成有机高分子材料 材料的分类： 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 2 PART 01 传统无机非金属材料 ——硅酸盐材料 3 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 一、硅酸盐 1.定义 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，Na2SiO3是最简单的可溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，有很强的黏合性，常用作木材、纺织品的防腐剂、防火剂。 2.结构 在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧四面体，四面体通过顶角的氧彼此相连，每个氧原子为2个四面体所共有。 4 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 一、硅酸盐 3.性质 大多数难溶于水、硬度高 、耐高温、 耐腐蚀、化学性质稳定；少数可溶，如Na2SiO3，K2SiO3等。 4.表示方法 ①化学式法 Na2SiO3，K2SiO3 ②氧化物法 比较复杂的硅酸盐一般用氧化物的形式表示 5 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 一、硅酸盐 菱沸石：Ca[Al2Si4O12]·6H2O 氧化物形式：CaO·Al2O3·4SiO2·6H2O 书写规则：活泼金属氧化物·不活泼金属氧化物·SiO2·H2O 6 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 一、硅酸盐 例1.将以下硅酸盐改写为氧化物的形式： 石棉：CaMg3Si4O12 钙铁辉石：CaFeSi2O4(OH)4 长石：KAlSi3O8 CaO·3MgO·4SiO2 CaO·FeO·2SiO2·2H2O K2O·Al2O3·6SiO2 7 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 陶瓷 玻璃 水泥 8 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 1.陶瓷 ①生产： ②应用 以黏土（含水的铝硅酸盐）为主要原料，经高温烧结而成。 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。 9 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 1.陶瓷 10 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 2.玻璃 ①生产 以纯碱、石灰石和石英砂（主要成分为SiO2）为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得。 主要反应： CaCO3 + SiO2 ══ CaSiO3 + CO2↑ Na2CO3 + SiO2 ══ Na2SiO3 + CO2↑ 高温 高温 11 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 2.玻璃 ②成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 ③特点 玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点。 12 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 2.玻璃 ④应用 用于生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，制造玻璃纤维。 13 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 3.水泥 ①生产： ②应用 以黏土和石灰石为主要原料，与其他辅料混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得到普通水泥。 大量用于建筑和水利工程。 14 01 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 二、硅酸盐材料 3.水泥 15 PART 02 新型无机非金属材料 16 02 新型无机非金属材料 一、硅和二氧化硅 17 02 新型无机非金属材料 一、硅和二氧化硅 1.硅 ①硅元素 硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在，地壳中含量排在第二位。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。 ②单质硅的物理性质 灰黑色固体，有金属光泽，熔点高，硬度大，质地较脆。 18 02 新型无机非金属材料 一、硅和二氧化硅 1.硅 灰黑色固体，有金属光泽，熔点高，硬度大，质地较脆。 ②单质硅的物理性质 19 02 新型无机非金属材料 一、硅和二氧化硅 1.硅 ②单质硅的化学性质 与非金属单质反应 与氧气：Si + O2 ══ SiO2 △ 与氯气：Si + 2Cl2 ══ SiCl4 △ 与氯气：Si + 2F2 ══ SiF4 与碳单质：Si + C ══ SiC 高温 20 02 新型无机非金属材料 一、硅和二氧化硅 1.硅 ②单质硅的化学性质 与碱反应： Si + 2NaOH + H2O ══ Na2SiO3 + 2H2↑ 与氢氟酸反应： Si + 4HF ══ SiF4 + 2H2↑ 21 02 新型无机非金属材料 一、硅和二氧化硅 1.硅 ③硅的用途 硅是应用最为广泛的半导体材料，是信息技术的基石。 22 02 新型无机非金属材料 一、