5.3 无机非金属材料-2023-2024学年高一化学同步精品实用课件（人教版2019必修第二册）

组织建设 第三节 无机非金属材料 授课教师：李珉凤 时间：2022年3月 高中化学 1 传统的硅酸盐材料 陶瓷 玻璃 水泥 高中化学 第 页 第 页 高中化学 由硅、氧和金属组成的化合物的总称； （一）硅酸盐的组成、结构和性质： 一、硅酸盐材料 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。 2、结构： 结构复杂。在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧四面体，如图所示，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。 1、概念： 第 页 高中化学 传统无机非金属材料 硅酸盐产品 陶瓷 水泥 玻璃 （二）硅酸盐产品： 第 页 高中化学 产品 主要原料 主要 设备 反应 条件 主要反应或主要成分 普通玻璃 水泥 陶瓷 黏土、 石灰石、 石膏 水泥 回转窑 高温 硅酸三钙：3CaO·SiO2 硅酸二钙：2CaO·SiO2 铝酸三钙：3CaO·Al2O3   纯 碱、 石灰石、 石 英  玻璃熔炉 高温 Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 = CaSiO3+CO2↑ 成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （或Na2O·CaO·6SiO2） 陶瓷、水泥和玻璃都是混合物 陶瓷窑 黏土 高温烧结 高温 高温 思考：为什么玻璃没有固定的熔沸点？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 高中化学 有色玻璃 钢化玻璃 加入不同的金属氧化物 普通玻璃加热近熔化再急速冷却 第 页 高中化学 1、“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、熔点较高 D．黏土的主要成分均为二氧化硅 C 典题精练 高中化学 7 2．[2019新课标Ⅰ]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.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 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.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 D 高中化学 一、硅和二氧化硅 二、新型陶瓷 三、碳纳米材料 2 新型无机非金属材料 第 页 高中化学 一、硅和二氧化硅 （一）硅 1、硅元素的存在 硅元素的位置，画出其原子结构示意图，并与碳原子比较 硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。 硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位 第 页 高中化学 通过下列图片总结归纳出硅元素在自然界中的存在形式 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。 硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的，因此硅都以化合态存在于自然界，主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。 第 页 高中化学 2、硅的结构与物理性质 灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体； 熔、沸点高、硬度大； 晶体硅是良好的半导体 硅有晶体硅和无定形硅两种 正四面体的空间网状结构 晶体硅 高中化学 （1）与氟气反应： （2）与氢氟酸反应： （3）与强碱溶液反应： Si+2F2=SiF4 Si+4HF =SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 3、硅的化学性质 常温下很稳定，硅只F2、氢氟酸、强碱反应。 加热时，能和O2和Cl2等非金属单质反应反应 Si+2Cl2==SiCl4 △ Si+O2==SiO2 △ Si+C == SiC 高温 碳化硅(俗名：金刚砂) 高中化学 4、晶体硅的用途 集成电路 　　　 晶体管 Si导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料。 硅太阳能电池 电脑中央处理器（CPU） 第 页 高中化学 价值5元的沙子 SiO2 价值5000元的芯片 点沙 成金 从沙滩到用户 如何制备高纯度的硅？ 第 页 高中化学 5、硅的制备 ⑴SiO2+2C == Si+2CO ↑ (粗硅) 高温 ⑵Si+3HCl == SiHCl3+H2 高温 ⑶SiHCl3+H2 ==