第5章 第3节 无机非金属材料（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（人教版2019）

第三节　无机非金属材料 课标要求 重点难点 1.知道无机非金属材料，结合实例认识无机非金属材料组成、性能与应用的联系。 2．了解新型无机非金属材料的种类和性能。 重点 1.玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途。 2．普通玻璃的主要成分。 难点 硅的制备工艺 新知探究(一)——硅酸盐材料 1．无机非金属材料 组成元素 含有硅、氧等元素 分类 传统无机非金属材料、新型无机非金属材料 性能 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.硅酸盐材料——传统无机非金属材料 (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，许多这样的四面体通过顶角的O相互连接，即每个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、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 3．常见的硅酸盐材料 项目 陶瓷 玻璃 水泥 主要成分 成分复杂 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3) 生产原料 黏土(含水的铝硅酸盐) 纯碱、石灰石、石英砂 主要原料：黏土、石灰石辅助原料：适量的石膏 主要设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等　 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维 大量用于建筑和水利工程 [题点多维训练] 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)硅酸盐结构较为复杂，大多难溶于水，化学性质稳定。(√) (2)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合。(√) (3)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土。(√) (4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行。(√) (5)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化。(√) 2. 陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　 ) A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 解析：选A　氧化铁为红棕色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁， A错误；秦兵马俑是陶制品，陶制品是由黏土或含有黏土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的， B正确；陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品， C正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点， D正确。 3．(2022·广东等级考)广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是(　 ) 文物 选项 A.南宋鎏金饰品 B.蒜头纹银盒 C.广彩瓷咖啡杯 D.铜镀金钟座 解析：选C　鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面而制成的，故A错误；蒜头纹银盒的主要成分为金属银，故B错误；广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，故C正确；铜镀金钟座主要成分是合金，故D错误。 4．(2023·济南高一月考)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是(　 ) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C．硅酸盐制品的性质稳定、耐高温 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 解析：选C　陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A错误；制水泥的主要原料为黏土、石灰石，辅助原料为石膏，B错误；沙子的主要成分为二氧化硅，不属于硅酸盐，D错误。 新知探究(二)——硅和二氧化硅、硅酸盐 1．硅 (1)硅在元素周期表中的位置和存在 硅位于元素周期表第三周期、第ⅣA族，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。 (2)高纯硅的制备 其中涉及的主要化学反应为 (3)硅的主要化学性质 ①与F2、O2反应的化学方程式分别为Si＋2F2===SiF4、Si＋O2SiO2； ②与HF、NaOH反应的化学方程式分别为Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑、Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 2．二氧化硅 (1)不溶于水，是一种酸性氧化物 ①与NaOH反应： SiO2＋2NaOH===N