5.3无机非金属材料 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

让学生做成长的主人 为学生终身发展奠基 Let students become masters of growth, lay a foundation for students’ lifelong development 教材P19第1自然段 材料分类 无机非金属材料 金属材料：包含纯金属和合金 有机高分子材料 传统无机非金属材料：如陶瓷、玻璃、水泥 新型无机非金属材料：硅和二氧化硅、 新型陶瓷、碳纤维等 复合材料 无机非金属材料由什么物质组成？有什么性质？ 增强塑料（以玻璃纤维、碳纤维等无机材料作为增强材料，酚醛树脂、环氧树脂等为机体做成的复合材料。强度大。质量轻、耐高温、耐腐蚀等） 塑料、纤维、橡胶 硅的存在与性质(P21) 硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态。 在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、石英砂、石英玻璃）的形式存在，无游离态的硅。 在地壳中的含量位居第二，仅次于氧元素。 沙粒 水晶 玛瑙 硅酸盐矿石 1、单质硅 （1）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种单质 （2）物理性质：①灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体； ②晶体硅是良好的半导体材料。 ③结构类似于金刚石，熔、沸点高、硬度大； （3）晶体硅的用途 Si导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术和新能源技术的关键材料。 硅晶片是生产芯片的基础材料 　　　 硅太阳能电池 教材P22第1自然段 教材P22资料卡片 制备原理 制备流程 反应 方程式   用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅， 然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原。 【思考】能否通过反应SiO2＋2C Si＋2CO↑证明C、Si的还原性强弱？ 高温 高纯硅的制备 SiO2的结构 二氧化硅晶体中Si和O按1:2的比例组成立体网状结构的晶体，二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。 SiO2的化学性质 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 【思考】实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？ Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作粘合剂和防火剂。 ①SiO2是一种酸性氧化物。 【思考】加热熔融NaOH和不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，为什么？ SiO2＋CaO CaSiO3 ★SiO2 不能与水化合生成硅酸。 ②SiO2的特性 SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O 与氢氟酸 (唯一的酸)反应 【思考】SiO2既能与强碱反应，又能与HF反应，SiO2是两性氧化物吗？ 【思考】HF酸该如何保存？ 保存在塑料瓶中 SiO2的化学性质 你知道玻璃上的图案是如何刻上去的吗？ 玻璃中含有SiO2，所以可以用HF来刻蚀玻璃。 SiO2的用途 ①制作光导纤维 ②沙子：建筑材料、玻璃原料 ③水晶：制造电子工业的重要部件、饰物和工艺品 ④石英玻璃：制造耐高温的化学仪器 二氧化碳 二氧化硅 酸性氧化物 水 碱 碱性氧化物 氧化性 碳 特性 氢氟酸 CO2 和SiO2化学性质比较 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O SiO2+CaO CaSiO3 高温 SiO2+2C Si+2CO↑ 高温 CO2+C 2CO 硅酸（白色固体，难溶于水） Na2SiO3＋CO2+H2O= H2SiO3 +Na2CO3  H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3+2H2O 制法：强酸制弱酸 硅酸失水后形成硅胶，具有强吸水性，常用作干燥剂和催化剂的载体。 硅胶干燥剂 硅胶泳帽 硅胶 是一种很弱的酸，酸性比碳酸弱，溶解度很小,不稳定，受热易分解 H2SiO3 H2O+SiO2 性能 含有元素 硅、氧等元素 耐高温、抗腐蚀、硬度高特殊的光学、电学等性能 传统无机非金属材料：多为硅酸盐材料 如陶瓷、玻璃、水泥 新型无机非金属材料：硅和二氧化硅、 新型陶瓷、碳纤维等 分类 教材P19第1自然段 无机非金属材料 阅