高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料課件 魯科版必修1

1、第四章第四章第一節(jié)第一節(jié) 硅硅 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑1 1、無機(jī)非金屬材料主要有哪些種類？、無機(jī)非金屬材料主要有哪些種類？ 它們有何共同特點(diǎn)？它們有何共同特點(diǎn)？2 2、什么是半導(dǎo)體材料？現(xiàn)在用途最廣的、什么是半導(dǎo)體材料？現(xiàn)在用途最廣的 半導(dǎo)體材料是什么？半導(dǎo)體材料是什么？3 3、寫出硅的原子結(jié)構(gòu)簡圖，與所學(xué)的哪、寫出硅的原子結(jié)構(gòu)簡圖，與所學(xué)的哪 種元素的原子結(jié)構(gòu)有相似之處？種元素的原子結(jié)構(gòu)有相似之處？4 4、硅屬于哪一類物質(zhì)，預(yù)測它可能具有、硅屬于哪一類物質(zhì)，預(yù)測它可能具有 怎樣的性質(zhì)？怎樣的性質(zhì)？一、硅的性質(zhì)與用途一、硅的性質(zhì)與用途1、自然界中存在形式。、自然界中存在

2、形式。2、硅是否有同素異形體？、硅是否有同素異形體？3、硅有那些化學(xué)性質(zhì)？、硅有那些化學(xué)性質(zhì)？4、硅的用途、硅的用途5、工業(yè)上、工業(yè)上 如何生產(chǎn)硅？如何生產(chǎn)硅？ 硅硅常溫下很穩(wěn)定，在高溫或點(diǎn)常溫下很穩(wěn)定，在高溫或點(diǎn)燃的條件下有較強(qiáng)還原性。燃的條件下有較強(qiáng)還原性。C+O2 CO22C+O2 2COC+CO2 2COC+CuO CO+CuC+H2O(氣氣) CO+H2C+2H2SO4(濃濃) CO2 +2SO2+2H2OC+4HNO3(濃濃) CO2 +4NO2+2H2O【閱讀【閱讀小結(jié)】小結(jié)】碳與硅化學(xué)性質(zhì)比較碳與硅化學(xué)性質(zhì)比較點(diǎn)燃點(diǎn)燃 高溫高溫高溫高溫 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 碳（碳（ C ） 硅（硅（Si

3、） 常溫下很穩(wěn)定，高溫時(shí)也能常溫下很穩(wěn)定，高溫時(shí)也能發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。Si+O2 = SiO2Si+2Cl2=SiCl4Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 + 2H2 Si+4HF=SiF4+2H2【閱讀【閱讀小結(jié)】小結(jié)】硅的工業(yè)制法與用途硅的工業(yè)制法與用途制粗硅：制粗硅：SiO2 +2C = Si + 2CO高溫高溫提提 純：純：Si+2Cl2=SiCl4高溫高溫SiCl4+2H2=Si+4HCl高溫高溫（高純硅）（高純硅）硅鐵硅錳合金二、SiO2與光導(dǎo)纖維【閱讀【閱讀小結(jié)】小結(jié)】 CO2與與SiO2的比較的比較化學(xué)式化學(xué)式CO2SiO2分類分類酸性氧化物酸性氧

4、化物物理物理性質(zhì)性質(zhì)(1)無色無味氣體無色無味氣體(2)能溶于水能溶于水(1:1常溫常溫)(3)比空氣重比空氣重(4)無毒無毒(1)無色晶體無色晶體(2)不溶于水不溶于水(3)熔、沸點(diǎn)較高熔、沸點(diǎn)較高(4)硬度大硬度大酸性氧化物酸性氧化物化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)(1)酸性氧化物酸性氧化物CO2+H2O= H2CO3CO2+CaO= CaCO3CO2+2OH- = CO3 2- +H2O(2)弱氧化性弱氧化性CO2+C = 2CO(3)與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)(在溶液中在溶液中)CO2+Na2CO3+H2O= 2NaHCO3(4)不與酸反應(yīng)不與酸反應(yīng)(1)酸性氧化物酸性氧化物(2)弱氧化性弱氧化性(3)與鹽反應(yīng)

5、與鹽反應(yīng)(固體固體)(4)與氫氟酸反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)高溫高溫高溫高溫高溫高溫不與水反應(yīng)不與水反應(yīng)SiO2+CaO= CaSiO3SiO2+2OH- = SiO3 2- +H2O高溫高溫SiO2+2C= Si+2CO SiO2+CaCO3 = CaSiO 3 +CO2高溫高溫SiO2+4HF=SiF4+2H2O (腐蝕玻璃）腐蝕玻璃）制制法法與與用用途途(1)工業(yè)法工業(yè)法CaCO3=CaO+CO2(2)實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室制法CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2(1)化工原料：制純堿、化工原料：制純堿、尿素；尿素；(2)滅火滅火(3)干冰用人工降雨；干冰用人工降雨；(4)制碳酸飲料等制碳酸飲料等

6、高溫高溫天然存在天然存在：石英：石英 水晶水晶 硅藻土硅藻土(1)水晶用于制造電子水晶用于制造電子儀器的重要部件、光儀器的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品學(xué)儀器、工藝品(2)光導(dǎo)纖維原料光導(dǎo)纖維原料(3)制玻璃制玻璃三、硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料三、硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料玻璃玻璃水泥水泥陶瓷陶瓷原料原料純堿、石灰石、純堿、石灰石、石英石英粘土、粘土、石灰石石灰石粘土粘土反應(yīng)反應(yīng)原理原理CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2NaCO3+SiO2Na2SiO3+CO2高溫下發(fā)生高溫下發(fā)生復(fù)雜的物理、復(fù)雜的物理、化學(xué)變化化學(xué)變化燒結(jié)時(shí)發(fā)生復(fù)雜燒結(jié)時(shí)發(fā)生復(fù)雜物理、化學(xué)變化物理、化學(xué)變化反應(yīng)反應(yīng)條件條件高溫高溫

7、高溫高溫高溫高溫生產(chǎn)生產(chǎn)過程過程原料原料熔體熔體玻璃玻璃磨磨燒燒磨磨混合混合成型成型干燥干燥凝結(jié)凝結(jié)冷卻冷卻陶器陶器高溫高溫高溫高溫強(qiáng)熱強(qiáng)熱冷卻冷卻主要主要成分成分SiO2CaSiO3Na2SiO3硅酸二硅酸二鈣鈣:2CaOSiO2硅酸三硅酸三鈣鈣:3CaOSiO2鋁酸三鈣鋁酸三鈣:3CaOAl2O3硅酸鹽硅酸鹽特性特性非晶體非晶體，透明、，透明、無固定熔點(diǎn)，無固定熔點(diǎn)，可在一定溫度可在一定溫度范圍內(nèi)軟化范圍內(nèi)軟化水硬性水硬性：無論在水：無論在水中還是在空氣中均中還是在空氣中均能硬化（是不可逆能硬化（是不可逆過程）過程）抗氧化、抗酸抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高堿腐蝕、耐高溫、絕緣溫、絕緣種類種類普

8、通玻璃、特普通玻璃、特種玻璃種玻璃不同標(biāo)號不同標(biāo)號土器、陶器、土器、陶器、瓷器、炻器等瓷器、炻器等用途用途化學(xué)儀器、光化學(xué)儀器、光學(xué)儀器、運(yùn)動學(xué)儀器、運(yùn)動器材、通訊器器材、通訊器材、窗玻璃、材、窗玻璃、玻璃瓶、杯玻璃瓶、杯建筑材料建筑材料(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的坩堝、蒸發(fā)的坩堝、蒸發(fā)皿皿(2)建筑中的建筑中的磚、瓦磚、瓦(3)電器電器中的絕緣瓷中的絕緣瓷傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料與傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料與新型新型無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料的特性對比的特性對比材料材料傳統(tǒng)傳統(tǒng)新型新型種類種類普通水泥普通水泥普通玻璃普通玻璃粘土質(zhì)陶瓷粘土質(zhì)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷生物陶瓷生物陶瓷壓電陶瓷壓電陶瓷光導(dǎo)

9、纖維光導(dǎo)纖維特性特性耐腐蝕、耐高溫耐腐蝕、耐高溫質(zhì)脆、經(jīng)不起熱質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊沖擊耐高溫、高強(qiáng)度耐高溫、高強(qiáng)度具有電學(xué)特征具有電學(xué)特征具有光學(xué)特性具有光學(xué)特性具有生物功能具有生物功能 5、新型無機(jī)非金屬材料的主要品種、性、新型無機(jī)非金屬材料的主要品種、性 能及用途能及用途氧化鋁（氧化鋁（ Al2O3）陶瓷）陶瓷（人造剛玉）（人造剛玉）主要主要特性特性高熔點(diǎn)；高硬度；可制成透明高熔點(diǎn)；高硬度；可制成透明陶瓷；無毒、不溶于水，強(qiáng)度高；陶瓷；無毒、不溶于水，強(qiáng)度高；對人體有較好的適應(yīng)性對人體有較好的適應(yīng)性 主要主要用途用途高級耐火材料，剛玉球磨機(jī)；高壓鈉高級耐火材料，剛玉球磨機(jī)；高壓鈉燈的燈管、人造骨、人造牙、人造心燈的燈管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造關(guān)節(jié)等瓣膜、人造關(guān)節(jié)等氮化硅（氮化硅（Si3N4）陶瓷陶瓷主要主要特性特性超硬度，耐磨損；抗腐蝕，高溫超硬度，耐磨損；抗腐蝕，高溫時(shí)也抗氧化；抗冷熱沖擊而不碎裂；時(shí)也抗氧化；抗冷熱