5.3 无机非金属材料 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节 无机非金属材料 第五章 化工生产中的重要非金属元素 同学们想一想这些地标建筑可能会用到哪些材料，列举一下。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。无机非金属材料包括哪些？又有怎样的特点呢？ 1. 金属材料包括纯金属和它们的合金。日常使用的金属材料大多数属于合金。 2. 人类使用的材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。 无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料多含___、___等元素，具有_______、_______、_______等特点，以及特殊的_____、_____等性能。 硅 氧 耐高温 抗腐蚀 硬度高 光学 电学 传统无机非金属材料 （硅酸盐体系） 无机非金属材料 硅酸盐结构 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 许多四面体通过顶角的O相互连接 每个 O 为两个四面体所共有，与 2 个 Si 相结合 大多硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等 硅酸盐性质 有例外：Na2SiO3 硅酸盐 由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称 三大传统硅酸盐产品 阅读教材并思考： 1、三大传统无机非金属材料？ 2、陶瓷的主要原料、主要成分、用途？ 3、玻璃的主要原料、主要成分、生产设备、用途？ 4、水泥的主要原料、主要成分、生产设备、用途？ 原料 性质 黏土 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型等许多优点 生产建筑材料、 绝缘材料、 日用器皿、 卫生洁具等 应用 一、陶瓷 彩陶青瓷 成分 含水的铝硅酸盐 原料 纯碱、石灰石和石英砂 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿 应用 二、玻璃 设备 玻璃窑 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 成分 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 原料 黏土、石灰石 和沙子、碎石、水等混合可以得到 混凝土,大量用于建筑和水利工程 应用 三、水泥 设备 水泥回转窑 硅酸盐 成分 新型无机非金属材料 无机非金属材料 物理性质 一、硅 灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，熔、沸点高、硬度大，是良好的半导体 存在形式 硅是一种亲氧元素，其在自然界中总是与氧相互化合， 自然界中以硅酸盐和氧化物的形式存在。 化学性质 一、硅 常温下，化学性质不活泼，除与氟气、氢氟酸、和强碱外，不跟其他物质反应 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ Si+2F2= SiF4　 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ 加热时，能与O2、Cl2、C等非金属反应: Si + O2= SiO2 　 △ Si + 2Cl2 = SiCl4 　 △ 高纯硅的制备 一、硅 H2 焦炭 HCl 用途 ①半导体材料 ②太阳能电池 ③芯片 一、硅 物理性质 二、二氧化硅 无色，难溶于水，熔点高，硬度大。 硅氧四面体结构的特殊性，决定了SiO2具有优良的物理和化学性质 化学性质 ①酸性氧化物 二、二氧化硅 ②与某些盐反应 ③特殊（唯一酸） ④焦炭 SiO2＋4HF = SiF4↑＋2H2O SiO2＋2C = Si＋2CO↑ 高温 用途 二、二氧化硅 用于生产光导纤维 水晶、玛瑙等饰品 制作耐高温的仪器 新型陶瓷 碳纳米材料 无机非金属材料 物理性质 化学性质 最简单的硅酸盐——硅酸钠 白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性 用途 ①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)；③耐火阻燃材料；④防腐剂 物理性质 化学性质 硅酸 硅酸是一种白色粉末状的固体，它不溶于水。 用途 硅胶可以作食品、药品的干燥剂和催化剂的载体 ①是一种很弱的酸，酸性比碳酸弱。 ②具有不稳定性： 2H2SiO3 === 2SiO2+2H2O △ $$