硅酸盐无机非金属材料课件高一下学期化学人教版

01四月2025十堰一中2024级高一化学必修第二册主讲人：刘欢第2课时硅酸盐、无机非金属材料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硅酸盐1、定义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。2、存在：地壳岩石的主要成分

斜长NaAlSi3O8正长石KAlSi3O8透辉石CaMgSi2O6高岭石Al2(Si2O5)(OH)4绿柱石

Ba3Al2Si6O18

3、书写：用盐的化学式表示，如Na2SiO3用氧化物形式表示，如Na2O•SiO2原则：活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物

•SiO2

•H2O注意事项：①元素化合价不变②原子比例不变③多种金属同时存在，活泼的写在前面④化学式前面的系数不能为分数练习：高岭土Al2(Si2O5)(OH)4

钾云母K(Al3Si3O10)(OH)2答案：Al2O3•2SiO2•2H2O

K2O•3Al2O3•6SiO2•2H2O长

石

KAlSi3O8钠长石

NaAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2Na2O·Al2O3·6SiO2

多数具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点，以及特殊的光学、电学等性能。4、硅酸盐的性质：例如：Na2SiO3水溶液俗称：水玻璃、泡花碱相对稳定、不能燃烧、不易被腐蚀用途：制备硅胶、木材防火剂、肥皂填充剂、黏胶剂特性：水溶液有黏性①与酸反应：Na2SiO3＋2HCl

=2NaCl＋H2SiO3(胶体)②与CO2反应：Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3(胶体)Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(过量)=

H2SiO3(胶体)＋2NaHCO3有例外Na2SiO3(1)高温结构陶瓷：SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。(2)碳纳米材料：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。(3)特殊功能的含硅材料：材料金属材料无机非金属材料有机高分子材料金属单质、各种合金传统无机非金属材料新型无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷Si、光导纤维(SiO2)天然高分子：合成高分子：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶等塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料等材料的分类一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料【思考】现在家居装修以明亮，简洁，实用的风格为主流，大家能判断都用到哪些材料以及它们的类别吗？

玻璃传统无机非金属材料铝合金金属材料木纹砖传统无机非金属材料陶瓷1.陶瓷——土与火的完美结合china和China旧石器时代陶器距今将近2万年新石器时代陶器距今约1万年春秋战国原始瓷距今约2千多年陶瓷史的第一个高峰唐朝（南青、北白、唐三彩）越窑青瓷刑窑白瓷唐三彩宋朝（汝、哥、官、均、定）陶瓷历史：青花瓷、唐三彩China新石器时代就能烧制唐宋时期达到鼎盛：清乾隆珐琅彩古月轩锦鸡图双耳瓶1.15亿清乾隆粉彩镂空“吉庆有余”转心瓶5.5亿北宋汝窑天青釉葵花洗2.08亿原料性质黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。应用1.陶瓷——土与火的完美结合设备陶瓷窑2.玻璃——沙与火的淬炼原料设备原理纯碱、石灰石和石英砂玻璃窑Na2SiO3、CaSiO3、SiO2成分【思考】高温条件下反应的原理是什么？SiO2+Na2CO3

====Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑高温高温生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。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。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黑色钢化玻璃【思考】钢化玻璃也是传统无机非金属材料吗？和普通玻璃成分一样吗？是3.水泥原料设备黏土、石灰石（再加入少量石膏）水泥回转窑【注意】水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土。作用：调节水泥硬化速率条件高温煅烧【思考】为什么陶瓷、玻璃、水泥都具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点？在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体(如图)：结构决定性质，所以硅酸盐材料大多具有以上等特点。二、新型无机非金属材料

一些材料含碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域广泛应用。

随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一系列新型无机非金属材料相继问世。高纯度的含硅元素的材料：单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料。单晶硅氮化硅1.硅和二氧化硅①高纯硅广泛用于

技术和新能源技术等领域。②SiO2用于生产

。信息光导纤维二氧化硅光导纤维硅芯片2.新型陶瓷组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。金刚砂高温结构陶瓷压电陶瓷蜂鸣器透明陶瓷(高压钠灯)超导陶瓷线圈2.新型陶瓷成分：碳化硅(SiC)结构：性能：硬度大、耐高温、抗氧化主要应用：砂纸和砂轮的磨料、耐高温半导体材料①金刚砂②高温结构陶瓷成分：碳化硅、氮化硅、金属氧化物性能：耐高温、抗氧化、耐腐蚀主要应用：火箭和汽车发动机、高温电极材料等C和Si通过共价键连接，形成立体网状结构③压电陶瓷成分：钛酸盐、锆酸盐等性能：实现机械能与电能相互转化主要应用：滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等2.新型陶瓷4MHz压电陶瓷聚焦超声波片高频压电陶瓷谐振器④透明陶瓷成分：氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷；

氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷等性能：具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好主要应用：高压钠灯、激光器和高温探测窗等2.新型陶瓷氧化铝陶瓷二氧化锆2.新型陶瓷性能：临界温度下电阻为零，具有超导性；主要应用：用于电力、交通、医疗等领域。⑤超导陶瓷常见新型陶瓷及其用途(连线)3.碳纳米材料主要富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，广泛应用于能源、信息、医药等领域。石墨烯电池①富勒烯3.碳纳米材料是由

构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70、C120等，其代表物是

。C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。碳原子C60

C60因其外观与足球相似，故又称之为足球烯。②碳纳米管碳纳米管可以看成是由石墨片卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。比表面积大，具有高强度和电学性能，用于生产复合材料，电池、传感器。3.碳纳米材料石墨烯是只有一个

直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。碳原子③石墨烯3.碳纳米材料润滑松软导电课堂总结碳是构成有机物的主要元素“统治了有机界”硅是构成岩石和许多矿物的基本元素，“统治了地壳”(1)(2)新型陶瓷