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

该高中化学课件聚焦新型无机非金属材料，系统涵盖硅元素的存在、性质、制备，二氧化硅的特性及用途，以及新型陶瓷和碳纳米材料等核心知识点。课堂导入结合“互联网+”时代硅的应用实例，从硅的化学性质过渡到制备流程，再延伸至二氧化硅及新型材料，构建从基础到应用的知识支架。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，通过性质对比表、化学方程式及工业提纯硅流程分析，帮助学生理解物质结构决定性质与用途的关系。练习题结合生活情境（如陶瓷柴油机材料选择），提升科学探究与实践能力，既助学生建立化学与生活的联系，也为教师提供结构化教学资源。

第二课时 新型无机非金属材料 第三节 无机非金属材料 1.认识硅元素 汉字文化角度：硅=石+土 (1)自然界中的存在形式 硅在地壳中的含量排在第( )位 Si是一种亲O元素，自然界不存在游离态的Si 二 ，Si在自然界主要以( )和( )的形 式存在。 硅酸盐 氧化物 硅元素存在于岩石、沙子、土壤、水晶、玛瑙等中 (2)Si在元素周期表中的存在形式 Si位于元素周期表中( ) 第三周期第IVA族 金属与非金属的过渡位置 ，处于 ，是应用最广泛的 ( )材料 半导体 (3)物理性质 颜色、状态 光泽 熔点 硬度 导电性 质地 灰黑色固体 金属 光泽 高 大 半导体 脆 (4)化学性质 ①常温下，硅的化学性质不活泼 ，只与F2、 氢氟酸、强碱溶液反应 Si+ F2= SiF4 2 Si+ HF= SiF4 + H2↑ ↑ 4 2 Si+ 2NaOH+ H2O= Na2SiO3+ H2↑ 2 注：Al与NaOH溶液反应的化学方程式为: Al+ NaOH+ H2O = 2Na[Al(OH)4] + H2↑ 2 2 6 3 ②加热时能和某些非金属单质反应 俗称:金刚砂 Si+ O2= SiO2 Δ Si+ C = SiC 高温 (5)用途 ①用作半导体材料 ②制作计算机芯片 ③制造光电池 2.硅的制备 (1)粗硅的制备 SiO2+ C = Si+2CO↑ 高温 2 (2)高纯硅的制备 SiO2+ C = Si+2CO↑ 高温 2 Si+ HCl = Δ SiHCl3+H2 3 SiHCl3+H2 = Si+3HCl 高温 我国已跨入“互联网+”时代，而“互联网” 的建设离不开新型无机非金属材料硅。下列物品 中用到硅单质的是（ ） A. 陶瓷餐具 B. 石英钟表 C. 计算机芯片 D. 光导纤维 C 2. 工业上制造金刚砂（SiC）的反应的化学方程式为： ，在这个氧化还原反应中，氧化剂 与还原剂的物质的量之比是（ ） A. 1：2 B. 2：1 C. 1：3 D. 3：5 A 3.二氧化硅 (1)存在 SiO2广泛存在于自然界，是沙子、石英的主要 成分 SiO2的俗名为硅石 ，天然SiO2分为( )和( ) 结晶形二氧 化硅 无定形二氧化硅 二氧化硅 结晶形SiO2 水晶 玛瑙 水晶：无色透明 玛瑙：具有彩色环带状或层状 硅藻土 无定形SiO2 石英 硬度 熔点 颜色、状态 溶解度 导电性 无色晶体 很高 大 ( )溶 于水 难 ( )导 电 不 (2)物理性质 (3)化学性质 SiO2属于( ) 酸性氧化物 ①具有酸性氧化物的通性 与强碱溶液反应 SiO2+ NaOH = Na2SiO3+H2O 2 注:盛碱性溶液的瓶塞用橡胶塞而不用磨口玻 璃塞 碱性溶液可用玻璃瓶盛装 平整的玻璃中含有的SiO2 与NaOH溶液反应速率很缓慢 磨口玻璃塞中的SiO2与NaOH溶液接触面积大，反应速率快，瓶塞易与瓶身粘接。 ②弱氧化性 ③ 与碱性氧化物反应 SiO2+ CaO = 高温 CaSiO3 注:SiO2不与水反应 SiO2+ C = Si+2CO↑ 高温 2 SiO2只与酸中的氢氟酸反应，不与其它酸反应 SiO2与氢氟酸反应 ——SiO2的特性 SiO2+ HF = 4 SiF4↑+ 2H2O 注:氢氟酸不能用玻璃瓶盛装 ，氢氟酸用塑料 瓶或铅皿盛装 氢氟酸可用于刻蚀玻璃 (4)用途 ①用于生产光导纤维 ② ③ 石英玻璃用于做耐高温化学仪器(石英坩埚) ④石英砂用于制玻璃和建筑的原料 用于制光学仪器和工艺品 (主要成分为高纯SiO2) 光导纤维利用SiO2对光的( ) 全反射 工业上提纯硅有多种线路，其中一种工业流程示意图及 主要反应如下图所示。下列说法中正确的是（ ） A. 自然界中存在大量的单质硅 B. 电弧炉中反应的化学方程式为 C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应 D. SiHCl3（沸点为33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点 为57.7℃），通过蒸馏可提纯SiHCl3 D 4.新型陶瓷和碳纳米材料 (1)新型陶瓷 新型陶瓷 高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷 (2)碳纳米材料 碳纳米材料 富勒烯 碳纳米管 石墨烯 下列说法中错误的是（ ） 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其 B. 碳化硅（SiC）的硬度大、熔点高，可用于制 C. 金刚石、富勒烯、碳纳米管等都是碳单质， D. 12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子 A 化学式为Si4N3 作高温结构陶瓷和轴承 互为同素异形体 我国及美国、日本等国家已研制出了一种陶瓷柴油机。这种柴油机的发动机部件的受热面使用一种耐高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是（ ） A．硅钢 B．氮化硅陶瓷 C．光导纤维 D．玻璃钢 B 新型陶瓷 课时 P115 11. D: 灼烧固体放( )中进行 坩埚 蒸发结晶放( )中进行 蒸发皿 步骤III为( ) 灼烧 12. 混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的 一种或几种物质组成 A: 若12.8g固体为Fe2O3 则X必含( ) Fe2O3 HCl+Fe2O3= 3H2O+2FeCl3 6 流程中24.8g固体中( )铁元素 不含 则12.8g固体( )为Fe2O3 不可 D(B): 固体X 足量盐酸 过滤 蓝色溶液 24.8g固体 Cu 2+ Cu HCl+Fe2O3= 3H2O+2FeCl3 6 FeCl3+Cu= 2 FeCl2+CuCl2 2 、Fe2O3 24.8g固体 NaOH溶液 12.8g固体 ( )与NaOH反应 SiO2 、SiO2 SiO2+2NaOH= H2O+Na2SiO3 固体X质量m( )24.8g 固体质量( ) 固体质量( ) 减轻 减轻 > Cu Cu、 过滤 (SiO2) C: HCl+Fe2O3= 3H2O+2FeCl3 6 FeCl3+Cu= 2 FeCl2+CuCl2 2 FeCl3与Cu反应时( ) Cu过量 设X中Fe2O3的物质的量为 a a 1 2 2a 2 2a a 1 则X中Cu的物质的量( )a > $