5.3.1传统无机非金属材料 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

5.3.1 传统无机非金属材料 材料是人类赖以生存和发展的物质基础 材料按照化学组成和特性来分： 金属材料 材料 有机高分子材料： 复合材料 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 无机非金属材料 纯金属 合金 材料 材料 具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点， 以及特殊的光学、电学等性能。 从组成上看， 许多无机非金属材料含有硅、氧等元素 硅酸盐材料 1. 概念 硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称. 普通玻璃 Na2CaSi6O14 石棉 Mg3CaSi4O12 黏土 Al2Si2H4O9 长石 K2Al2Si6O16 硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点 2. 特点 硅酸盐材料 3. 硅酸盐的表示方法 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 【书写方法】：a活泼金属氧化物· b较活泼金属氧化物·cSiO2·dH2O 硅酸钠（Na2SiO3） → Na2O · SiO2 石棉（Mg3CaSi4O12） 黏土（Al2Si2H4O9） → CaO · 3MgO · 4SiO2 → Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O 【注】实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的， 而是以各种结构复杂的盐的形式存在的 硅酸盐材料 4. 最简单的硅酸盐——硅酸钠 (1) 物理性质 是一种矿物胶，有很强的黏合性 白色粉末、易溶于水, 其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱 (2) 化学性质 ①与酸反应：Na2SiO3＋2HCl = 2NaCl＋ H2SiO3↓ ②与CO2反应：Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O = Na2CO3 ＋ H2SiO3↓ (3) 用途 ①制硅酸；②黏合剂(矿物胶)； ③耐火阻燃剂；④防腐剂 硅酸盐材料 【知识拓展】硅酸( H2SiO3 ) 白色胶状固体，溶解度很小 (1) 物理性质 （中学阶段唯一一种难溶于水的酸） (2) 化学性质 H2SiO3 = SiO2 + H2O △ ②不稳定性 (3) 制备 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 ↓+ 2NaCl Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓+ Na2CO3 原理： 强酸 制 弱酸 (4) 用途 做干燥剂 ①是一种弱酸，酸性弱于碳酸，不能使指示剂变色 硅酸盐材料 你知道我国最早使用的硅酸盐产品是什么吗？ China，现为“中国”和“瓷器”的英文译名。 陶瓷最初的称呼是“Chinaware”，直译：中国瓦。 陶瓷产品，古称瓦器（古时凡以土烧制成的陶土器皿，皆可称“瓦”）。China放在ware之前，可知China初无瓷器一义； 后来省略ware，小写其字头，简称瓷器为china； 获得瓷器之义，已经是晚清的事了 陶瓷是人类使用最早的硅酸盐产品 我国在商朝时期便诞生了最早的瓷器 发展至宋朝达到前所未有的高峰 江西景德镇在明清时代称为享誉全国的“瓷都” 白瓷、黑瓷、青釉、唐三彩、青花瓷等， 都是中华文明的灿烂结晶 传统三大无机非金属材料 1.陶瓷 (1)原料： 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) (2)反应设备及条件： 陶瓷窑中高温烧结 (3)性质： (4)用途： 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成形 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 (1)原料： 纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂 (主要成分SiO2) 发生复杂的物理和化学变化制得 (2)反应设备及条件： 在玻璃窑中高温熔融 (3)反应原理: SiO2+Na2CO3 === Na2SiO3+CO2↑ 高温 SiO2+CaCO3 === CaSiO3+CO2↑ 高温 普通玻璃主要成分为：Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 传统三大无机非金属材料 2.玻璃 (4)性能 玻璃无固定的熔沸点，在一定温度范围内软化。 (5)用途 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、还可制造玻璃纤维用于高强度符合材料等 (6)特种玻璃 加入含铅原料 制造的光学玻璃 加入硼酸盐 制造的耐高温、耐腐蚀玻璃 加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。 传统三大无机非金属材料 2.玻璃 (1)原料: (2)反应设备及条件： 黏土、石灰石 发生复杂的物理和化学变化 反应过程中需加适量石膏(CaSO4·2H2O)来调节水泥硬化速率 在水泥回转窑中高温煅烧 (3)特点： 具有水硬性(吸水性)，与水掺和搅拌并静置后， 在空气发生复杂的物理、化学变化而很容易凝固变硬失去了原有的性质，因而变硬的水泥不能使用 传统三大无机非金属材料 3. 水泥 万丈高楼平地起，穿针引线是水泥 (4)用途 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程 （水泥是使用量最大的传统无机非金属材料） 世界第一大坝——长江三峡大坝使用水泥达1.082×1010kg 传统三大无机非金属材料 3. 水泥 【 三种硅酸盐材料对比】 原料 设备 反应条件 主要成分 陶瓷 —— 玻璃 水泥 —— 高温熔融 高温煅烧 黏土、石灰石、石膏 黏土 纯碱、石灰石、石英砂 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 高温烧结 Na2SiO3 、 CaSiO3、SiO2 传统三大无机非金属材料 [23年广东高考] C [25年高三汕头一模] B 【导学案】P35 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1） 制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。( ) √ （2） 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物。( ) × （3） 汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土。( ) √ （4） 传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸盐。( ) √ 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 19 【导学案】P37 例1 下列关于硅酸盐的叙述正确的是( ) 。 ①大部分硅酸盐难溶于水 ②硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分 ③硅酸盐是由氧化物 组成的一类盐，能够稳定存在 B A.① B.①② C.②③ D.③ 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 20 【导学案】P37 例2 《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之……”“凡坯 既成，干燥之后则堆积窖中，燃薪举火……”“浇水转锈，与造砖同法……”（锈主要为 青色）下列说法错误的是( ) 。 A A.沙子和粘土的主要成分为硅酸盐 B.“燃薪举火”使粘土发生了复杂的物理和化学变化 C.烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D.粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 21 【导学案】P38 随堂检测 2.钢化玻璃是用普通玻璃加热软化然后通过急速冷凝技术得到的，下列有关说法错误 的是( ) 。 C A.普通玻璃和钢化玻璃都没有固定的熔点 B.氮化硅陶瓷与玻璃不同，不属于传统的无机非金属材料 C.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分都是二氧化硅、碳酸钠和石灰石 D.玻璃瓶盛装烧碱溶液，须用橡胶塞 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 22 【导学案】P38 随堂检测 3.我国很早开始生产陶器和瓷器，并在民间广泛使用。明朝宋应星编写的《天工开物》 中记载：“水火既济而土合。万室之国，日勤千人而不足，民用亦繁矣哉。”下列说法 错误的是( ) 。 A A.陶瓷是传统的无机非金属材料，与光导纤维的主要成分相同 B.制作传统陶瓷的主要原料为黏土 C.陶瓷材料在高温下不易被氧化，并对酸、碱具有良好的抗腐蚀能力 D.唐三彩陶器的黄色、褐色主要是来自着色剂——氧化铁 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 23 【导学案】P38 随堂检测 5.（改编题）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） 生产硅酸盐产品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 ________________________________________________________________________。 由化学方程式______（填“能”或“不能”）判断出酸性： 。 石灰石 不能 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 24 （2） 作场馆建筑材料黏合剂和防火剂的硅酸钠（俗名泡花碱）是一种最简单的硅酸盐。 ① 硅酸钠在空气中易与二氧化碳和水反应生成硅酸 沉淀，写出其反应的离子 方程式：____________________________________。 由此得出酸性：___（填“ ”或“ ”） 。 ② 写出硅酸钠和盐酸反应的离子方程式：_______________________。 课堂练习 （3） 博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器（婺州窑），婺州窑瓷器胎体的原料为 高岭土 。下列说法正确的是_____（填字母）。 AB A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B.高岭土为含水的铝硅酸盐 C. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 25 课堂练习 课堂练习 Lavf57.83.100 Lavf58.20.100 $