5.3 无机非金属材料 课件-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 材料按照化学组成和特性来分： 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 纯金属，合金 第 页 由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 一、硅酸盐的组成、结构和性质、表示方法： 3、性质： 大多数难溶于水、硬度高 、耐高温、 耐腐蚀、化学性质稳定；少数可溶，如Na2SiO3，K2SiO3等。 2、结构： 在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧四面体，如图所示，四面体通过顶角的氧彼此相连，每个氧原子为2个四面体所共有。 1、概念： 第 页 1 传统的硅酸盐材料 陶瓷 玻璃 水泥 第 页 2 新型无机非金属材料 硅和二氧化硅 新型陶瓷 碳纳米材料 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体 二、硅 （1） 物理性质 常温 只与 F2 NaOH HF 反应 加热 （2） 化学性质 硅是良好的半导体材料，但是晶体硅中的杂质会影响其导电性能，如何制备高纯度的硅呢？ 工业上用焦炭还原石英砂可制得粗硅，将粗硅进一步提纯得到高纯硅。 石英砂 粗硅 SiHCl3 高纯硅 焦炭 1800-2000℃ 300℃ 1100℃ H2 HCl （1） 物理性质 颜色 熔点 硬度 溶解性 导电性 无色 高 大 不溶于水 不导电 三、二氧化硅 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2 工业制玻璃 （2） 化学性质 a.酸性氧化物的性质 SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O SiO2+CaO ==== CaSiO3 高温 b.与碳酸盐反应 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 【思考交流】 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有粘结力强，耐高温等特性，可用作粘合剂和防火剂。 向硅酸钠溶液中通入二氧化碳，发生如下反应： 酸性：H2CO3 H2SiO3 酸 干燥脱水 多孔状 c.弱氧化性 d.与HF反应（特性） SiO2+2C === Si+2CO↑ 高温 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O 2.二氧化硅的结构与性质 （2） 化学性质 应用：雕饰玻璃 实验室能否用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 3、如何除去SiO2中混有的CaO杂质？ H2O或HCl 【思考交流】 2、SiO2既能与HF酸反应又能和NaOH反应，所以它是两性氧化物？ 错。因为SiO2 + 4HF== SiF4 ↑+2H2O，生成的SiF4 不属于盐。 3.二氧化硅的用途 二氧化硅可以用来做水晶，玛瑙等饰物，在实验室做坩埚，还可用于制造光导纤维。 三、新型陶瓷 新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面有很多新的特性和功能。 氮化硅陶瓷 氧化铝陶瓷 碳化硅陶瓷 四、碳纳米材料 富勒烯 笼形分子总称，代表物C60 碳纳米管 石墨片层卷成的管状物，比表面积大 电学性能优良， 生产复合材料、电池 传感器等 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 电阻率低、热导率高，高强度。 $$