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

无机非金属材料 传统无机非金属材料 陶瓷绝缘材料 日常生活经常见到 精美的瓷器 日常生活经常见到 玻璃仪器 传统无机非金属材料 光学玻璃 彩色玻璃 水泥 传统无机非金属材料 水泥瓦 日常生活经常见到 原料 产品 主要成分 条件 设备 应用 黏土 陶瓷 高温烧结 生产建筑材料、绝缘材料、 日用器皿、卫生洁具等 纯碱 石灰石 石英砂 玻璃 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 高温熔融 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿， 制造玻璃纤维用于高强度复合材料 黏土 石灰石 石膏 水泥 高温煅烧 水泥+沙子+碎石+水=混凝土， 大量用于建筑和水利工程 陶瓷、玻璃、水泥的对比 玻璃窑 水泥 回转窑 适当加入石膏可以调节水泥的硬化速率 【小组讨论】 硅酸盐材料大多具有熔点高、硬度大、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。为什么？ 硅酸盐的结构 硅氧四面体结构 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，与两个Si相结合。 决定 性质 硅系列成员的微观结构 SiO2 Si 空间立体网状结构： SiO2是二氧化硅的化学式，而不是分子式 表示Si原子和O原子的组成比例=1:2 新型无机非金属材料—单晶硅 硅是信息技术的关键材料 【小组讨论】 Si的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,同学们能否从元素周期表解释其原因？ 新型无机非金属材料—SiO2 新型无机非金属材料—新型陶瓷 碳化硅（SiC）俗称金刚砂，其中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料 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—碳纳米材料 碳纳米管 石墨烯 富勒烯代表物C60作 车轮的"纳米汽车" 怎样学习硅元素及其化合物的性质？ 【类比法思考】 根据碳元素对应的物质及其分类 找出硅元素对应的物质及其分类试一试推测硅元素的转化 硅在自然界中的含量和存在形式 硅酸盐矿石 水晶 沙粒 玛瑙 硅在地壳中含量仅次于氧，主要以硅酸盐和氧化物的形式存在 硅单质 硅的物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体， 熔沸点高，硬度大 有脆发性；是良好的半导体材料 硅的化学性质：稳定，在常温下只与F2、HF、NaOH反应， 加热时能与O2、Cl2反应 硅有两性吗？ 特性 没有 工业上如何制得硅单质的呢？ 石英砂 其中涉及的主要化学反应： 副反应： Si + C —— SiC 高温 金刚砂 注意：焦炭不能过量 【类比法思考】 根据CO2、H2CO3、Na2CO3的性质及其转化 推测SiO2、H2CO3、Na2CO3的性质及其转化 Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 C CO2 H2CO3 Na2CO3 SiO2是一种酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O H2SIO3是弱酸 Na2SIO3溶液显碱性 H2SIO3不溶于水，有吸附性，常用作酸性气体干燥剂 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。 【知识扩展】 【自主讨论】 ①实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？ 若使用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连而无法打开 ②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？ 陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应 CO2 和SiO2化学性质比较 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 CO2+C 2CO SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O SiO2+CaO CaSiO3 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 【自主讨论】 SiO2是两性氧化物吗？ 不是 $$