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

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第三节 《无机非金属材料》 材料 无机非金属材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 硅酸 水泥 高纯度的含硅元素的材料 含有碳、氮等其他元素的材料 玻璃 陶瓷 金属 材料 硅太阳能能电池(Si) 芯片——硅晶片(Si) 水泥 玻璃 陶瓷 SiO2制成的光导纤维 Si o 空间立体结构 正四面体 硅酸盐材料大多数具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 一、硅酸盐材料 硅酸盐的结构 无机非金属材料 生活中常见的传统无机非金属材料 陶瓷 玻璃 水泥 【活动】通过提前预习阅读课本P20-21，三大硅酸盐材料的原料？ 1、陶瓷 原料： 黏土 (最早使用的无机非金属材料) 传统无机非金属材料—硅酸盐材料 陶瓷 玻璃 水泥 2、玻璃 原料： 纯碱、石灰石和石英砂 反应原理： Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋ SiO2 CaSiO3＋CO2↑ 主要成分： Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 陶瓷 玻璃 水泥 传统无机非金属材料 无机非金属材料 3、水泥 原料： 主要原料：石灰石和黏土， 辅助原料：适量的石膏 石膏的作用： 调节水泥硬化速率 陶瓷 玻璃 水泥 用途：大量用于建筑和水利工程 高纯度的含硅元素的材料 含有碳、氮等其他元素的材料 具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料 航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用 二、新型无机非金属材料 新型无机非金属材料 1、硅和二氧化硅 Si SiO2 第三周期第ⅣA主族 Si 存在 在自然界中没有游离态，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。 水晶 主要成分SiO2 玛瑙 主要成分SiO2 Na2SiO3泡花碱 水溶液俗称水玻璃 主要成分： 3MgO.2siO2.2H2O 蛇纹石石棉 Si 晶体硅具有金属光泽的灰黑色固体、熔点高，硬度大、是良好的半导体材料. (1)物理性质 ①常温下，化学性质不活泼 Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑ Si+2F2=== SiF4　 Si+4HF===SiF4↑+H2↑ (2) 化学性质 ②加热时 Si + O2=== SiO2 　 △ 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） Si Si 工业如何制备硅单质 1100℃ 石英砂 粗硅 SiHCl3 焦炭 高温 HCl 300℃ 高纯硅 H2 ①SiO2+2C Si(粗)+2CO↑ ②Si(粗)+3HCl===SiHCl3+H2 300℃ ③SiHCl3+H2==== Si(纯)+3HCl 高温 SiO2 (1)物理性质 常温下为固体，难溶于水，硬度大，熔、沸点高 (2)化学性质 ①不能与水反应生成硅酸 Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 硅酸是一种弱酸，比碳酸弱，不能使紫色石蕊变红；不溶于水 Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 拓展—硅酸 ②具有酸性氧化物的性质 SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 工业制玻璃 ★SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O （特性） SiO2 俗名泡花碱，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，用作有黏合剂和防火剂。 硅酸钠 （雕刻玻璃） 实验室不用玻璃瓶盛装氢氟酸！！ 光导纤维（通信） 石英坩埚 玻璃仪器 精美瓷器 用途 SiO2 知识与运用 1、保存NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 2、中国北京曙光公司研制了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。 (1)“龙芯”1号(芯片)的主要化学成分是________。 (2)互联网使用的数据传输材料叫________，主要化学成分是________。 (3)兵马俑陶瓷制品的主要生产原料是________，主要成分为________。 硅 光导纤维 二氧化硅 黏土 硅酸盐 2.新型陶瓷 碳化硅(SiC) 高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷 新型无机非金属材料 碳纳米管 富勒烯 石墨烯 主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等 3.碳纳米材料 新型无机非金属材料 身高为2