第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料高一化學(xué)下學(xué)期人教版課件

第五章

第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素材料金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料有機(jī)高分子材料天然有機(jī)高分子材料合成有機(jī)高分子材料材料的分類：傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料PART01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料

——硅酸鹽材料01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料一、硅酸鹽1.定義硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，Na2SiO3是最簡(jiǎn)單的可溶性硅酸鹽，其水溶液俗稱水玻璃，有很強(qiáng)的黏合性，常用作木材、紡織品的防腐劑、防火劑。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，四面體通過(guò)頂角的氧彼此相連，每個(gè)氧原子為2個(gè)四面體所共有。01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料一、硅酸鹽3.性質(zhì)大多數(shù)難溶于水、硬度高、耐高溫、耐腐蝕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；少數(shù)可溶，如Na2SiO3，K2SiO3等。4.表示方法①化學(xué)式法Na2SiO3，K2SiO3②氧化物法比較復(fù)雜的硅酸鹽一般用氧化物的形式表示01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料一、硅酸鹽菱沸石：Ca[Al2Si4O12]·6H2O氧化物形式：CaO·Al2O3·4SiO2·6H2O書寫規(guī)則：活潑金屬氧化物·不活潑金屬氧化物·SiO2·H2O01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料一、硅酸鹽例1.將以下硅酸鹽改寫為氧化物的形式：石棉：CaMg3Si4O12鈣鐵輝石：CaFeSi2O4(OH)4長(zhǎng)石：KAlSi3O8CaO·3MgO·4SiO2CaO·FeO·2SiO2·2H2OK2O·Al2O3·6SiO201傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料陶瓷

玻璃

水泥01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料1.陶瓷①生產(chǎn)：②應(yīng)用以黏土（含水的鋁硅酸鹽）為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。用于生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等。01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料1.陶瓷01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料2.玻璃①生產(chǎn)以純堿、石灰石和石英砂（主要成分為SiO2）為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化而制得。主要反應(yīng)：CaCO3+SiO2

══CaSiO3+CO2↑Na2CO3+SiO2

══Na2SiO3+CO2↑高溫高溫01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料2.玻璃②成分Na2SiO3、CaSiO3、SiO2③特點(diǎn)玻璃是非晶體，稱為玻璃態(tài)物質(zhì)，無(wú)固定熔點(diǎn)。01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料2.玻璃④應(yīng)用用于生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿，制造玻璃纖維。01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料3.水泥①生產(chǎn)：②應(yīng)用以黏土和石灰石為主要原料，與其他輔料混合、研磨后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥硬化速率，再磨成細(xì)粉即得到普通水泥。大量用于建筑和水利工程。01傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料二、硅酸鹽材料3.水泥PART02新型無(wú)機(jī)非金屬材料02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅①硅元素硅在自然界主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在，地殼中含量排在第二位。硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。②單質(zhì)硅的物理性質(zhì)灰黑色固體，有金屬光澤，熔點(diǎn)高，硬度大，質(zhì)地較脆。02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅灰黑色固體，有金屬光澤，熔點(diǎn)高，硬度大，質(zhì)地較脆。②單質(zhì)硅的物理性質(zhì)02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅②單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與氧氣：Si+O2

══SiO2

△與氯氣：Si+2Cl2

══SiCl4

△與氯氣：Si+2F2

══SiF4

與碳單質(zhì)：Si+C══SiC高溫02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅②單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)與堿反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O══Na2SiO3+2H2↑與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF══SiF4+2H2↑02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅③硅的用途硅是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料，是信息技術(shù)的基石。02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅③高純硅的制備主要反應(yīng)：SiO2+2C═════Si+2CO↑

1800~2000℃Si+3HCl═══SiHCl3+H2

300℃SiHCl3+H2

═══Si+3HCl

1100℃02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅1.硅SiO2+2C═════Si+2CO↑

1800~2000℃思考：該反應(yīng)能否說(shuō)明非金屬性C>Si不能，因?yàn)樵谠摲磻?yīng)中，C作還原劑02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅①存在形式水晶

瑪瑙硅藻土結(jié)晶形（石英晶體）無(wú)定形02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅②物理性質(zhì)純凈的二氧化硅晶體，是一種堅(jiān)硬、脆性、難溶于水的無(wú)色透明固體。02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅③化學(xué)性質(zhì)二氧化硅是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，但不能與水反應(yīng)生成酸。SiO2+2NaOH══Na2SiO3+H2O

SiO2+CaO══CaSiO3

高溫02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅③化學(xué)性質(zhì)CaCO3+SiO2

══CaSiO3+CO2↑Na2CO3+SiO2

══Na2SiO3+CO2↑高溫高溫生產(chǎn)玻璃：02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅③化學(xué)性質(zhì)工業(yè)制粗硅：SiO2+2C═════Si+2CO↑

1800~2000℃與氫氟酸反應(yīng)：SiO2+4HF══SiF4↑+2H2O

利用二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)可以在玻璃上雕刻圖案。02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅有關(guān)氫氟酸的說(shuō)明：①氫氟酸是弱酸，但具有極強(qiáng)烈的腐蝕性，使用時(shí)要做好充分的防護(hù)。②由于氫氟酸能與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)，因此，不能用玻璃容器盛裝氫氟酸，氫氟酸一般盛裝在塑料容器中。思考：二氧化硅能與氫氧化鈉反應(yīng)，也能與氫氟酸反應(yīng)，它是不是兩性氧化物？不是02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅2.二氧化硅④用途02新型無(wú)機(jī)非金屬材料一、硅和二氧化硅高頻考點(diǎn)（易混淆）：?jiǎn)钨|(zhì)硅的用途是半導(dǎo)體材料，用于集成電路、芯片、太陽(yáng)能電池等。二氧化硅的用途是光導(dǎo)纖維。02新型無(wú)機(jī)非金屬材料二、新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面有很多新的特性和功能。碳化硅陶瓷碳化硅（俗稱金剛砂）的微觀結(jié)構(gòu)02新型無(wú)機(jī)非金屬材料二、新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面有很多新的特性和功能。氮化硅陶瓷

氧化鋁陶瓷02新型無(wú)機(jī)非金屬材料三、碳納米材料碳納米材料是近年來(lái)人們十分關(guān)注的一類新型無(wú)機(jī)非金屬材料，主要包括富勒烯、碳納米管、石墨烯等，它們都是碳的同素異形體。02新型無(wú)機(jī)非金屬材料三、碳納米材料富勒烯籠型分子的總稱，如C60開啟了碳納米材料研究和應(yīng)用的新時(shí)代碳納米管石墨片層卷成的管狀物