江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié)無機非金屬材料課件新人教版必修第二冊

第五章

化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié)

無機非金屬材料1基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)2重難探究·能力素養(yǎng)全提升3學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1.通過閱讀和討論，了解陶瓷、玻璃、水泥等傳統(tǒng)硅酸鹽材料的生產(chǎn)原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受傳統(tǒng)硅酸鹽材料在城鄉(xiāng)建設(shè)中發(fā)揮的重要作用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.通過學(xué)習(xí)，了解晶體硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳納米材料的性能和用途，感受新型無機非金屬材料的奇特性能及其在高科技領(lǐng)域所發(fā)揮的重要作用，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科核心素養(yǎng)。01基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)一、硅酸鹽材料1.硅酸鹽的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

四面體4（2）硅酸鹽的性質(zhì)

硅氧四面體結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了硅酸鹽材料大多具有硬度____、難溶于水、耐______、耐腐蝕等特點。高高溫2.傳統(tǒng)硅酸鹽材料類型原料設(shè)備主要成分主要用途陶瓷______—硅酸鹽生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等玻璃______、石灰石和________玻璃窯生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿等水泥______和石灰石____________硅酸鹽大量用于建筑和水利工程黏土純堿石英砂

黏土水泥回轉(zhuǎn)窯二、新型無機非金屬材料1.硅和二氧化硅（1）硅元素的“位—構(gòu)—性”及存在形式①硅元素的“位—構(gòu)—性”關(guān)系三ⅣA4

硅酸鹽（2）工業(yè)制備高純硅

工業(yè)上用焦炭還原石英砂可以制得含有少量雜質(zhì)的粗硅，將粗硅通過化學(xué)方法提純，得到高純硅。

分別寫出上述各步驟中反應(yīng)的化學(xué)方程式。

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半導(dǎo)體光導(dǎo)纖維2.新型陶瓷砂紙砂輪3.碳納米材料

碳納米材料是一類新型無機非金屬材料，主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等。納米材料結(jié)構(gòu)及性能主要用途富勒烯—碳納米管可看成由__________卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑。碳納米管的比表面積____，有相當(dāng)高的強度和優(yōu)良的電學(xué)性能可用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等石墨烯只有一個________原子直徑厚度的單層石墨，其獨特的結(jié)構(gòu)使其電阻率____、熱導(dǎo)率____，具有很高的強度在光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料等方面廣泛應(yīng)碳原子石墨片層大碳原子低高

教材拓展其他新型陶瓷和納米材料（1）其他新型陶瓷（2）納米材料納米材料是指在三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度的、具有特定功能的材料。02重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一

無機非金屬材料的主要性能和用途情境探究

傳統(tǒng)無機非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料，如水泥、玻璃和陶瓷等。新型無機非金屬材料是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來的，具有特殊性能和用途的材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結(jié)而成，可用于制造火箭發(fā)動機、汽車發(fā)動機等。（1）水泥、玻璃、陶瓷等材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料，制造陶瓷和水泥共同使用的原料是什么？制造陶瓷過程中只發(fā)生物理變化嗎？_______________________________________________________________________提示：

共同使用的原料是黏土；制造陶瓷的過程發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。（2）高溫結(jié)構(gòu)陶瓷用于制造火箭發(fā)動機、汽車發(fā)動機等，據(jù)此推測高溫結(jié)構(gòu)陶瓷可能具有哪些優(yōu)良性能？_______________________________________________提示：

具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)良性能。方法突破1.傳統(tǒng)硅酸鹽材料的性能和主要用途名稱性能主要用途陶瓷熔點高、硬度大、耐腐蝕、性質(zhì)穩(wěn)定建筑材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等玻璃透光性好、硬度大、無固定熔點建筑材料、各種器皿、光學(xué)儀器等水泥遇水逐漸變硬（水硬性）、硬化后性質(zhì)穩(wěn)定大量用于建筑、水利、道路等工程中2.新型無機非金屬材料的性能及主要用途名稱性能主要用途晶體硅導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間半導(dǎo)體材料、計算機芯片、太陽能電池等二氧化硅性質(zhì)穩(wěn)定、透光性好光導(dǎo)纖維、玻璃儀器、裝飾品等新型陶瓷分別具有光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面的特性可用于激光、火箭發(fā)動機、壓電陶瓷（點火器）、磁懸浮技術(shù)、人工關(guān)節(jié)等石墨烯電阻率低、熱導(dǎo)率高、強度大光電器件、超級電容器、電池、復(fù)合材料等碳納米管比表面積大、電學(xué)性能好、強度大傳感器、電池、復(fù)合材料等應(yīng)用體驗1.[2023·廣東廣州高一期中]下列有關(guān)硅及硅酸鹽材料的說法正確的是(

)

CA.硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉溶液可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B.高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維C.普通玻璃、陶瓷、水泥等均屬于硅酸鹽材料D.玻璃塞試劑瓶穩(wěn)定性好，可以保存所有的酸，但不能保存氫氧化鈉固體

2.“雨過天晴云破處，千峰碧波翠色來”用于描述汝窯青瓷之美。青色主要來自添加的瑪瑙粉末，下列有關(guān)說法錯誤的是(

)

A

探究二

硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)情境探究

硅和二氧化硅都是重要的新型無機非金屬材料，在生產(chǎn)、生活、科技、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。（1）利用光導(dǎo)纖維傳輸信號是利用了其導(dǎo)電性嗎？光導(dǎo)纖維遇強堿溶液會“斷路”，其原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________

方法突破硅、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)的共性和特性應(yīng)用體驗1.（教材改編題）從硅的氧化物可以制取硅單質(zhì)，主要化學(xué)反應(yīng)如下：下列說法正確的是(

)

D

D

03學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)1.[2023·山東卷]下列物質(zhì)具有典型的齊魯文化特色,據(jù)其主要化學(xué)成分不能與其他三種歸為一類的是(

)

CA.泰山墨玉

B.龍山黑陶

C.齊國刀幣

D.淄博琉璃[解析]

泰山墨玉、龍山黑陶、淄博琉璃的主要成分為硅酸鹽；齊國刀幣的主要成分為合金。2.[2023·福建三明高一期中]化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技息息相關(guān)，下列敘述錯誤的是(

)

C

[解析]

氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料，硬度大，可用于制造發(fā)動機，A正確；石墨、碳納米管、富勒烯都是由碳元素形成的單質(zhì)，互為同素異形體，B正確；太陽能電池板的主要材料是晶體硅，C錯誤；水玻璃是硅酸鈉的水溶液，可用來制作木材防火劑，D正確。3.[2023·河北唐山高一期中]材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類使用的材料除了金屬材料還有無機非金屬材料，化學(xué)與材料、信息、能源關(guān)系密切。下列說法不正確的是(

)

AA.當(dāng)前計算機使用的硅芯片的主要材料是二氧化硅B.當(dāng)前太陽能電池的主要材料是硅C.水泥、玻璃、陶瓷都是傳統(tǒng)的硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品D.高純硅的制備是通過氫氣還原三氯硅烷實現(xiàn)的

4.[2023·黑龍江大慶高一期末]宋代五大名窯分別為鈞窯、汝窯、官窯、定窯和哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬彩”的神奇窯變著稱。下列關(guān)于