【課件】第五章+第三節(jié)+無機(jī)非金屬材料課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié)無機(jī)非金屬材料材料的分類金屬材料材料無機(jī)非金屬材料有機(jī)高分子材料復(fù)合材料傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料(以硅酸鹽材料為主)1.三大傳統(tǒng)硅酸鹽材料：陶瓷、玻璃、水泥玻璃水泥陶瓷

一、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料-硅酸鹽材料陶瓷陶瓷是以黏土（主要成分為含水的鋁硅酸鹽）為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的。普通玻璃的主要成分為Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。它是以純堿、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）為原料。玻璃反應(yīng)原理：SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑有色玻璃鋼化玻璃加入不同的金屬氧化物普通玻璃加熱近熔化再急速冷卻主要原料：黏土和石灰石（石膏）生產(chǎn)設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯用途：水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土三峽大壩水泥無機(jī)非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃陶瓷：原料——黏土玻璃：原料——純堿、石灰石和石英；水泥：原料——黏土和石灰石；加適量石膏；【歸納】硅酸鹽產(chǎn)品：陶瓷、玻璃、水泥①概念：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱；2.硅酸鹽的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：③性質(zhì)：大多數(shù)難溶于水，可溶性硅酸鹽如Na2SiO3，K2SiO3等。硬度高、熔點高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點。②結(jié)構(gòu)：在硅酸鹽中硅原子和氧原子構(gòu)成了硅氧四面體

硅在自然界中只有化合態(tài)，主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。硅酸鹽礦石水晶、石英（SiO2）瑪瑙（SiO2）二、新型無機(jī)非金屬材料巖石沙子土壤1.硅硅元素含量僅此于氧，位于元素周期表第三周期、第ⅣA族。單質(zhì)硅是灰黑色具有金屬光澤的固體。Si+14842主要形成四價的化合物(1)硅的用途Si導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅太陽能電池半導(dǎo)體材料硅芯片第三周期、第IVA族，處于金屬和非金屬的過渡位置【思考】根據(jù)元素周期表中硅的位置，為什么硅能成為應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料？(2)硅的制備SiO2+2C==Si+2CO↑高溫Si+3HCl==SiHCl3+H2300℃SiHCl3+H2==Si+3HCl（高純硅）高溫

第一步：制粗硅

第二步：粗硅提純(3)化學(xué)性質(zhì)a.常溫下，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑b.與強(qiáng)堿反應(yīng)c.加熱時能與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)水晶瑪瑙石英沙子生活中的二氧化硅(1)物理性質(zhì)：難溶于水，熔點高，硬度大，不導(dǎo)電SiO2是原子晶體；硬度大、熔點高是原子晶體的特點1mol二氧化硅中含4molSi-O鍵2.二氧化硅SiO2(2)結(jié)構(gòu):

a.酸性氧化物

①與堿溶液反應(yīng)：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

②與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2+CaOCaSiO3

③與某些鹽反應(yīng)：

(2)SiO2的化學(xué)性質(zhì)SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑制玻璃【注意】①Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，具有黏結(jié)力強(qiáng)、耐高溫等特性，

可以用作黏合劑和防火劑。

②酸性：碳酸>硅酸SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O——唯一能與SiO2反應(yīng)的酸用途：刻蝕玻璃(2)SiO2的化學(xué)性質(zhì)b.特性：與HF反應(yīng)

【思考】某同學(xué)根據(jù)SiO2既可與堿反應(yīng),也能與氫氟酸反應(yīng)推斷SiO2為兩性氧化物.是否正確?不正確，SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

光導(dǎo)纖維(3)SiO2的用途石英坩堝（SiO2）沙子作建材裝飾品3.新型陶瓷高溫陶瓷壓電陶瓷透明陶瓷碳化硅（SiC）俗稱金剛砂硬度很大，可用作砂紙和砂輪的磨料還具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，可以用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等。超導(dǎo)陶瓷富勒烯C60石墨烯碳納米管（單壁）碳納米管（多壁）4.碳納米材料：碳單質(zhì)的同素異形體1.下列有關(guān)無機(jī)非金屬材料的說法錯誤的是（

）A.氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4B.碳化硅（SiC）的硬度大，熔點高，可制作耐高溫軸承C.富勒烯C60是一種新型化合物D.超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零，可用于磁懸浮技術(shù)C2.利用“強(qiáng)酸制弱酸”原理可用來設(shè)計酸性強(qiáng)弱比較的實驗，如比較HCl、H2CO3、H2SiO3酸性強(qiáng)弱：（1）分液漏斗所盛試劑是稀鹽酸，錐形瓶所盛試劑是______________，裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________。（2）裝置B所盛試劑是飽和NaHCO3溶液，其作用是：_____________________________________。（3）裝置C所盛試劑是_____________，C中反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。（4）結(jié)論：HCl、H2CO3、H2SiO3酸性強(qiáng)弱：________＞________＞________。

能否說明非金屬性：Cl>