5.3.1 传统无机非金属材料 课件-2024-2025学年下学期高一化学同步课件(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 第1课时 传统无机非金属材料 课堂总结与练习 03 新课讲授 02 目录 Contents 课程标准与核心素养 01 课程标准与核心素养 01 课程标准 了解硅酸盐及其结构特点，掌握常见硅酸盐材料（陶瓷、玻璃、水泥）的工业生产原料、设备、主要成分和特性。 认识硅和二氧化硅的性质，了解碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料的性能与用途。 知道硅及其化合物在材料家族中的应用，了解无机非金属材料在生产生活、科技领域中的重要作用。 核心素养 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 新课讲授 02 新课引入 这些建筑可能会用到哪些材料？ 新课引入 新课引入 材料按照化学组成和特性分类 无机非金属材料 金属材料 高分子材料： 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 塑料、合成橡胶、合成纤维 陶瓷，玻璃，水泥 硅和SiO2，新型陶瓷，碳纳米材料 硅酸盐材料 传统无机非金属材料 传统无机非金属材料 1、陶瓷 陶瓷 原料 历史 应用 黏土 ( 含水的铝硅酸盐 ) 青花瓷、唐三彩 China 瓷都 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 传统无机非金属材料 2.玻璃 原料： 应用： 纯碱、石灰石和石英砂 主要成分： Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 反应方程式： SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 传统无机非金属材料 2.玻璃 加入元素或物质 玻璃特性 用途 含铅原料 光学玻璃:透光性好,折射率高 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜 硼酸盐 耐化学腐蚀、耐温度急剧变化 制造可用于实验室使用的玻璃仪器 金属氧化物或盐 彩色玻璃 用于建筑和装饰 特种玻璃 （Co2O3、CuO） 传统无机非金属材料 3、水泥 原料 工业设备 黏土和石灰石 水泥回转窑 混凝土 水泥、沙子和碎石等与水混合 条件 高温煅烧 石膏(调节水泥硬化速率) 乌东德 传统无机非金属材料   陶瓷 玻璃 水泥 主要原料 黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐） 纯碱、石灰石、石英砂（主要成分是SiO2） 黏土、石灰石 主要成分 Al2O3·2SiO2·2H2O Na2CO3、CaCO3、SiO2 硅酸二钙、铝酸三钙等 反应原理 高温烧结而成 高温下发生复杂的物理和化学变化 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 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等 制混凝土，大量用于建筑和水利工程 硅酸盐的概念、结构与特点 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。 硅酸盐的概念、结构与特点 大多硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等 特点 概念 由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物。 硅酸盐的概念、结构与特点 最简单的硅酸盐—Na2SiO3 1.物理性质 易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色黏稠的液体，黏性很强。 硅酸钠水溶液呈碱性，易吸收空气中CO2而变质 Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3 3.具体应用 ① Na2SiO3溶液（水玻璃）——木材防火、黏胶剂等 ②制备硅酸： 2.化学性质 硅酸盐的概念、结构与特点 阻燃材料Na2SiO3 硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如： 硅酸钠（Na2SiO3）→ Na2O·SiO2 高岭石（Al2H4Si2O9）→Al2O3·2SiO2·2H2O 资料卡片——硅酸盐的表示方法 顺序：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·非金属氧化物·水 硅酸盐的概念、结构与特点 硅酸盐的概念、结构与特点 Ca(Al2Si3O10) ·3H2O Mg2SiO4 Al2(Si2O5)(OH)4 K(Al3Si3O10)(OH)2 CaO ·Al2O3 ·3SiO2·3H2O 2MgO ·SiO2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O Al2O3·2SiO2·2H2O 将下列硅酸盐改写为氧化物 氧化物之间用小点隔开，若出现分数，需要化为整数。 课堂总结与练习 03 知识小结 课后作业 1.广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是 文物         选项 A.南宋鎏金饰品 B.蒜头纹银盒 C.广彩瓷咖啡杯 D.铜镀金钟座 √ 课后作业 2.定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 A.传统陶瓷是典型的绝缘材料 B.陶瓷主要成分为SiO2和MgO C.陶瓷烧制的过程为物理变化 D.白瓷的白色是因铁含量较高 √ 课后作业 3.科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示： A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用 B.①和②互为可逆反应 C.该流程中需要隔绝空气 √ 课后作业 4.水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程： 下列说法正确的是 A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品 活性炭有较高的经济价值 B.操作A与操作B完全相同 C.该流程中硅元素的化合价发生改变 D.反应器中发生的反应为氧化还原反应 √ 课后作业 5.世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7 000多块铝板和1 200多块玻璃等建成。 (1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为____________________ ___________________、___________________________(用化学方程式表示)。 (2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是__________。制备普通玻 璃的主要反应的化学方程式为_____________________________________________ ______________________(任写一个)。 2Al＋2NaOH＋2H2O ===2NaAlO2＋3H2↑ SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 石灰石 谢谢大家 POWERPOINT DESIGN 容器①中进行的反应为①Si(粗)＋3HCl(g)SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中进行的反应为②SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。下列说法不正确的是 D.粗硅制备不能通过SiO2SiCl4Si实现 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(或SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2↑) $$