5.3.1 传统硅酸盐材料 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

新人教版 化学 必修2 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 传统硅酸盐材料 1.了解并能区分传统无机非金属材料的主要类别（玻璃、陶瓷、水泥），主要成分、制备原料及核心制备原理 2.理解传统无机非金属材料的共性与特性，结合其性质，认识它们在生产生活、建筑等领域的常见用途。 3.初步了解传统无机非金属材料的优点与局限性，建立“成分决定性质、性质决定用途”的化学观念，关注材料与生活、社会的联系。 教学目标 新课导入 材料分类 无机非金属材料 金属材料：包含纯金属和合金 有机高分子材料 传统硅酸盐材料：如玻璃、陶瓷、 水泥 新型无机非金属材料： 硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纤维等 复合材料 传统无机非金属材料有哪些？有什么性质？ 新课导入 一、硅酸盐 1.定义 2.存在 3.硅酸盐结构 由金属、硅、氧等元素形成的盐 硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中 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。 硅氧四面体 4.性质 大多硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等。 一、硅酸盐 5.表示方法 (1) 用盐的化学式表示，如Na2SiO3、CaSiO3 (2) 因矿物成分复杂，多用氧化物的形式表示，如Na2O•SiO2、CaO•SiO2 ①书写顺序：a活泼金属氧化物·b较活泼金属氧化物·cSiO2·dH2O ②计量数以整数书写，氧化物之间用小点隔开 ③元素化合价不变、原子比例不变 典例.长石（KAlSi3O8）、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]如何用氧化物形式表示？ K2O·Al2O3·6SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O 硅酸钠 Na2SiO3 表示： 镁橄榄石 Mg2SiO4 表示： 高岭石 Al2Si2O5(OH)4 表示： 正长石 KAlSi3O8 表示： 钾云母(KH2Al3Si3O12) 表示： K2O·Al2O3·6SiO2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 请将下列硅酸盐改写为氧化物形式 Na2O·SiO2 2MgO·SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2O 典例剖析 一、硅酸盐 6.最简单的硅酸盐—Na2SiO3 (1) 物理性质 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。 白色固体，具有黏合性，可溶于水。 (2) 化学性质 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) 用途 ① Na2SiO3溶液（水玻璃）——木材防火、黏胶剂等 ②制备硅酸、硅胶 二、传统硅酸盐材料——陶瓷 “中国”——“china”——“瓷器” china是“瓷器”的意思。北宋景德镇瓷窑出现，在南宋时兴起，后名扬世界，成为瓷都。英商十分喜爱中国瓷器，便用 “china”为中国英文名称。 二、传统硅酸盐材料——陶瓷 1.原料 黏土 2.生产设备 陶瓷窑 3.生产条件 高温烧结 4.主要成分 5.特点 6.用途 含水的铝硅酸盐 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 二、传统硅酸盐材料——陶瓷 7.陶瓷传统生产过程 混和、成型、干燥、烧结、冷却 8.陶瓷主要种类 土器：砖瓦 (自然冷却，Fe2O3含量较多) (淋水冷却，Fe3O4、FeO较多) 陶器： 彩陶 江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑 瓷器： 碗盘 茶具 收藏珍品 炻器： 水缸、砂锅 瓷都景德镇 注：①彩釉主要成分SiO2，不是陶瓷 ②搪瓷，主要由无机玻璃质材料制成，不属于陶瓷 红瓦 青瓦 三、传统硅酸盐材料——玻璃 1.原料 2.生产设备 3.生产条件 4.主要成分 5.特点 6.用途 纯碱、石灰石和石英砂 玻璃窑 生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 玻璃是非晶体，称为玻璃态物质，无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品 高温下发生复杂的物理和化学变化 三、传统硅酸盐材料——玻璃 7.普通玻璃制备方法 普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得。 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 你能写出发生反应的化学方程式吗? 三、传统硅酸盐材料——玻璃 8.特殊玻璃 光学玻璃：加铅(Pb)。透光性好，折射率高；制光学眼镜、相机透镜 含硼玻璃：加硼酸盐。耐化学腐蚀、耐高温，制玻璃仪器 钢化玻璃：普通玻璃加热软化，然后急速冷却。耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂；运动器材、微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等 三、传统硅酸盐材料——玻璃 8.特殊玻璃 有色玻璃：加金属氧化物或者盐。常用于建筑和装饰 着色剂 玻璃颜色 MnO2 紫色 CoO、 Co2O3 紫红色 FeO、 K2Cr2O7 绿色 CdS、 Fe2O3 、Sb2S3 黄色 AuCl 、 Cu2O 红色 CuO 、 MnO2 、 Fe3O4 黑色 思考：家中常用的玻璃为什么微微带绿色？ 制造玻璃的原料里含有二价铁离子杂质带来的绿色，自然界的砂子、石灰石以及纯碱，或多或少总会有一些铁的化合物。 1.钢化玻璃与普通玻璃成分是否相同？ 2.石英玻璃、有机玻璃与普通玻璃成分是否相同？ 相同 不同 ①石英玻璃主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐材料 ②有机玻璃：缩写为PMMA，化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的有机高分子化合物，是一种有机高分子材料。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力 思考讨论 四、传统硅酸盐材料——水泥 1.原料 2.辅助原料 3.生产设备 4.生产条件 5.混凝土 6.用途 黏土和石灰石 水泥回转窑 水泥、砂、碎石等与水混合 高温煅烧 适量的石膏（调节水泥硬化速度） 制混凝土，大量用于建筑和水利工程 水泥回转窑 四、传统硅酸盐材料——水泥 四、传统硅酸盐材料——水泥 四、传统硅酸盐材料——水泥 拓展：水泥的标号     水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28天后的强度。例如检测得到28天后的抗压强度为310 kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400 kg/cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。     陶瓷 玻璃 水泥 主要原料 主要设备 生产条件 主要成分 用途 黏土 玻璃窑 黏土、石灰石 水泥回转窑 纯碱、石灰石、石英砂 陶瓷窑 熔融 煅烧 高温烧结 高温下发生复杂的物理和化学变化 含水的铝硅酸盐 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 制混凝土，大量用于建筑和水利工程 课堂总结 1.判断正误 (1)玻璃纤维是有机物(　　) (2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定(　　) (3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合(　　) (4)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土(　　) (5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(　　) (6)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(　　) × √ √ √ √ √ 课堂练习 2.《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是（ ） A．“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理化学变化 B．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐 C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料 B 课堂练习 3.小明参观了举世瞩目的北京大兴国际机场，该机场建设时应用了许多先进技术，其中之一是“重载水泥混凝土铺面技术”。下列原料可用于制造普通水泥的是（ ） A．胆矾 B．纯碱 C．石膏 D．小苏打 C 4.玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是(　　 ) A．氮 B．硫 C．硅 D．氯 　C 课堂练习 新人教版 化学 必修2 第五章 化工生产中的重要非金属元素 谢谢观看 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 $