5.3.1硅酸盐材料、硅和二氧化硅 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第四章 第三节 无机非金属材料 硅酸盐材料 新型无机非金属材料 多彩玻璃 情景导入 多彩玻璃 情景导入 问题1：玻璃属于什么材料，还有其他什么物质也是属于该材料类别的？ 01 问题3：多彩玻璃的彩色哪里来的，通过什么工艺可以得到多彩玻璃？ 03 问题:2：玻璃的主要成分是什么，生产玻璃的主要原料是什么？ 02 情景导入 问题1：玻璃属于什么材料，还有其他什么物质也是属于该材料类别的？ 01 无机非金属材料 新型无机非金属材料 传统无机非金属材料 硅酸盐材料 传统无机非金属材料——硅酸盐材料 陶瓷 玻璃 水泥 玻璃 主要成分：Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、 石英砂(SiO2) 设备：玻璃窑 性能：硬度高、耐高温、耐腐蚀 用途：建筑材料、光学仪器、各种器皿、 高强度复合材料等 硅酸盐材料 玻璃是混合物，无固定熔点 问题:2：玻璃的主要成分是什么，生产玻璃的主要原料是什么？ 02 玻璃的变化 硅酸盐材料 玻璃中添加的原料 优点 用途 添加含铅的原料 透光性好, 折射率强 制造眼镜、 照相机和光学仪器的透镜 加入硼酸盐原料 耐化学腐蚀、 耐温度急剧变化 实验室使用的 玻璃仪器 金属氧化物或盐 彩色玻璃 建筑、装饰 问题3：多彩玻璃的彩色哪里来的，通过什么工艺可以得到多彩玻璃？ 03 变化后的玻璃 硅酸盐材料 光学透镜 彩色玻璃 实验仪器 陶瓷 主要成分：硅酸盐 原料：黏土（含水的铝硅酸盐） 设备：陶瓷窑 性能：硬度高、耐高温、耐腐蚀 用途：建筑材料、绝缘材料、 日用器皿、卫生洁具 硅酸盐材料 水泥 主要成分：硅酸盐 原料：黏土、石灰石、石膏 设备：水泥回转窑 性能：硬度高、耐高温、耐腐蚀 用途：建筑材料、水利工程 硅酸盐材料 石膏的作用： 调节水泥硬化速率 硅酸盐材料 硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。每个Si结合4个O， Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。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。 玻璃怎么来的 普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗? 硅酸盐材料 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 同主族元素的性质具有递变性,则酸性H2CO3>H2SiO3。此结论与反应SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑是否矛盾?如何设计实验证明H2CO3的酸性大于H2SiO3? 思考与讨论 高温 ==== 不矛盾，反应生成了气体逸散。元素的非金属性C>Si，则酸性H2CO3>H2SiO3 实验方案：将CO2通入Na2SiO3溶液中 酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3 结论： 饱和 NaHCO3 溶液 NaSiO3溶液 Na2SiO3溶液 × √ 现象： 产生大量气泡，并生成白色沉淀 CaCO3 盐酸 Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O＝ H2SiO3 ↓ ＋ Na2CO3 CO2中混有HCl气体 除去CO2中混有HCl气体 新型无机非金属材料 航空航天 高铁运输 通信工程 千里传音 情景导入 问题1：光纤的主要成分是什么？为什么选择该成分？ 01 问题3：光纤信息怎么转化的，选择什么材料，为什么选择该材料？ 03 问题:2：光纤是怎么传递信息，需要哪些媒介？ 02 二氧化硅的性质 1.物理性质： 无色透明晶体或白色粉末，硬度大，难溶于水，自然界中以石英、玛瑙、水晶形态存在。 新型无机非金属材料 问题1：光纤的主要成分是什么？为什么选择该成分？ 01 二氧化硅 二氧化硅透明，折射率合适，能够发生全反射，用于制备光纤 二氧化硅的化学性质 新型无机非金属材料 可以利用氢氟酸来刻蚀玻璃 硅酸钠的性质与用途 新型无机非金属材料 俗名：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃， 性质：具有黏结力强，耐高温等特性 用途：可以用作黏合剂和防火剂 注意：实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞 但可以用玻璃瓶来盛装氢氧化钠，因为玻璃容器内壁光滑，二氧 化硅排列紧密，氢氧化钠难以腐蚀 二氧化硅的应用