无机非金属材料课件高一化学人教版

无机非金属材料第三节[学习目标]1.了解传统无机非金属材料的原料、成分、性能及其在生产中的应用。2.了解硅、二氧化硅的结构、性质及其在生产中的应用。3.知道几种常见的新型无机非金属材料的成分及在生产中的应用。[重点难点]1.玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途，普通玻璃的主要成分。2.硅氧四面体的结构特点与硅酸盐的性质，二氧化硅的性质及应用。情景引入硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量旳90%以上。概念:以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。常见如水泥、玻璃、陶瓷等工业都属硅酸盐工业。2.硅酸盐工业的特点：(1)原料：(2)反应条件：(3)反应原理：(4)生成物：含硅的物质、碳酸盐等。高温复杂的物理、化学变化硅酸盐产品3.硅酸盐产品分类：水泥。陶瓷、玻璃、目标一

硅酸盐材料一、硅酸盐工业目标一

硅酸盐材料主要含有硅、氧等元素，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。陶瓷

玻璃水泥砖二、传统硅酸盐材料原因：在硅酸盐中Si和O构成了硅氧四面体。产品原料设备主要成分性能用途陶瓷陶瓷窑耐高温、硬度大、耐腐蚀、性质稳定玻璃透光性好、硬度大、无固定熔点水泥遇水逐渐变硬(水硬性)硬化后性质稳定黏土黏土、石灰石、适量石膏玻璃窑水泥回转窑含水的铝硅酸盐Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、日用器皿、卫生洁具等建筑材料、各种器皿、光学仪器等用于建筑和水利工程纯碱、石灰石、

石英砂1.常见的硅酸盐材料目标一

硅酸盐材料二、传统硅酸盐材料普通玻璃以纯碱、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。你能写出发生反应的化学方程式吗?Na2CO3+SiO2

Na2SiO3

+CO2↑高温CaCO3+SiO2CaSiO3

+CO2↑高温思考1目标一

硅酸盐材料课堂检测11.判断正误(1)汉代烧制出的“明如镜、声如磬”的陶瓷，其主要原料是黏土(2)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(3)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行√√√√目标一

硅酸盐材料2.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C.硅酸盐制品的性质稳定、耐高温D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐√课堂检测1目标一

硅酸盐材料目标二

新型无机非金属材料第三周期、第ⅣA族应用最广泛的半导体材料+16284(1)硅目标二

新型无机非金属材料一、硅和二氧化硅SiO2+2C=========Si+2CO↑1800~2000

℃Si+3HCl=====SiHCl3+H2300

℃SiHCl3+H2=====Si+3HCl1100

℃半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”。你知道其含义吗？它可以按下列方法制备:其中涉及的主要反应的化学方程式是什么?目标二

新型无机非金属材料一、硅和二氧化硅1.物理性质：硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔沸点高、硬度大、有脆性。加热Si+O2

===

SiO2加热Si+Cl2===

SiCl4高温Si+C===

SiC(金刚砂)①稳定性：常温下三反应②还原性：加热(高温)三反应Si+2F2===

SiF4Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑Si+4HF===

SiF4↑+2H2↑(与唯一酸反应)知识拓展一硅目标二

新型无机非金属材料2.化学性质：3.用途：

芯片和太阳能电池板熔点高、硬度大、难溶于水SiO2+CaO===CaSiO3高温SiO2+4HF===SiF4

↑+2H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(1)酸性氧化物(3)特性(2)弱氧化性SiO2+2C===Si+2CO↑高温SiO2+Na2CO3

===

Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3

===

CaSiO3+CO2↑高温生产玻璃雕刻玻璃SiO2的性质目标二

新型无机非金属材料知识拓展二物理性质化学性质用途二氧化硅用于生产光导纤维。SiO二氧化硅晶体构造基本构造单元SiO2晶体的基本构造单元呈

形，每个Si原子周围结合

个O，每个O原子跟

个Si相结合，Si与O原子按

的百分比构成

的晶体。四面体421：2立体网状用SiO2来表达二氧化硅的构成,表达O与Si旳原子个数比,不是分子式是化学式，晶体中不存在单个SiO2分子。SiO2的结构目标二

新型无机非金属材料知识拓展二(1)难溶于水的弱酸，其酸性不能使石蕊溶液变红

(3)不稳定，受热易分解：△H2SiO3===

H2O+SiO2硅酸（H2SiO3）的性质

(2)与碱反应：H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O归纳总结目标二

新型无机非金属材料知识拓展三(4)制取：(较强酸制较弱酸)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3Na2SiO3+H2O+CO2（少量）==H2SiO3+Na2CO3(5)用途：生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。也可用做催化剂的载体。

SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。如SiO2与NaOH溶液反应可生成Na2SiO3。(1)SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为SiO2属于两性氧化物吗?提示：SiO2不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应，但并不生成盐和水。思考2(2)为什么不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛放氢氧化钠溶液?提示：NaOH能与磨口玻璃塞中的SiO2反应，生成具有黏性的Na2SiO3，把瓶塞与瓶口黏结在一起。目标二

新型无机非金属材料类别成分性能应用金刚砂高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷YBa2Cu3O7-δBi2Sr2Ca2Cu3O10Tl2Ba2Ca2Cu3O10SiC、Si3N4某些金属氧化物耐高温、抗氧化、耐腐蚀火箭发动机、高温电极材料钛酸盐、锆酸盐实现机械能与电能的相互转化滤波器、扬声器、点火器氧化铝、氧化钇氮化铝、氟化钙优异的光学性能、耐高温，绝缘性好高压钠灯、激光器、高温探测窗某临界温度下电阻为零，超导性电力、交通、医疗耐高温结构材料耐高温半导体材料碳化硅(SiC)硬度大、耐高温、抗氧化目标二

新型无机非金属材料二、新型陶瓷纳米汽车富勒烯包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C60。可制碳纳米材料。目标二

新型无机非金属材料三、碳纳米材料

碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。目标二

新型无机非金属材料三、碳纳米材料

石墨烯电池石墨烯是只有一个碳原子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。其在光电器件、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。目标二

新型无机非金属材料三、碳纳米材料

试剂二氧化硅氢氧化钠溶液氢氟酸浓硫酸试剂瓶细口磨口塞广口瓶细口塑料瓶细口橡皮塞1.试验室有五种试剂，根据它们各自旳性质，必须选择合适旳试剂瓶盛放，请在相应旳多种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。目标二