5.3.1無機(jī)非金屬材料++課件+++2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第三節(jié)無機(jī)非金屬材料第1課時(shí)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素新課導(dǎo)入硅酸鹽我們生活中接觸到的硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷探究課堂硅酸鹽及其結(jié)構(gòu)探究課堂(1)硅酸鹽是由金屬、硅、氧等元素形成的鹽(2)結(jié)構(gòu)：在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體。每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)O，Si在中心，O在四面體的4個(gè)頂角；許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互連接，每個(gè)O為兩個(gè)四面體所共有，與2個(gè)Si相結(jié)合。(3)特點(diǎn)：硅酸鹽材料大多數(shù)具有硬度高、難溶于水、耐高溫、耐腐蝕特點(diǎn)![SiO2]四面體結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料陶瓷原料：特點(diǎn)：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣黏土（含水的鋁硅酸鹽）探究課堂傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料玻璃原料：純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)探究課堂生產(chǎn)中采用不同的原料和工藝，可以制得多種具有不同性能和用途的玻璃。加入一些金屬氧化物或鹽可以得到彩色玻璃，常用于建筑和裝飾。

著色劑

玻璃顏色MnO2紫色CoO、Co2O3紫紅色FeO、K2Cr2O7綠色CdS、

Fe2O3

、Sb2S3黃色AuCl

、

Cu2O紅色CuO、MnO2

、Fe3O4黑色傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料水泥特點(diǎn)：具有水硬性，與水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬原料：主要原料：石灰石(CaCO3)和黏土探究課堂探究課堂Si+14842硅原子的最外電子層有4個(gè)電子，既不容易得到4個(gè)電子，也不容易失去4個(gè)電子硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，主要形成四價(jià)化合物硅新型無機(jī)非金屬材料常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿外不跟其他物質(zhì)反應(yīng)。尋找半導(dǎo)體材料弟弟捧著神龜硅

在自然界中主要以硅酸鹽（如地殼中的大多數(shù)礦物）和氧化物（如水晶、瑪瑙、

石英砂）的形式存在。鈉沸石硅孔雀石藍(lán)晶石羥硅銅礦水晶探究課堂粗硅的制備SiO2＋2CSi＋2CO↑

==高溫不是CO2！+400+2探究課堂為何說制得的硅為粗硅？

碳過量、碳與硅反應(yīng)生成的SiC晶體硅中的雜質(zhì)會(huì)影響其導(dǎo)電性能，因此必須制備高純度的硅。探究課堂制備原理制備流程反應(yīng)方程式

用焦炭還原石英砂，得到含少量雜質(zhì)的粗硅，然后轉(zhuǎn)化為三氯硅烷，再經(jīng)氫氣還原。高純硅的制備晶體硅的導(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。硅的用途探究課堂硅太陽能電池半導(dǎo)體材料硅芯片二氧化硅

SiO2是硅的重要化合物，地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的12％，其存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩大類，通稱硅石。探究課堂瑪瑙水晶石英結(jié)晶形硅藻土無定形新型無機(jī)非金屬材料探究課堂四面體結(jié)構(gòu)每1個(gè)Si原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子，Si在中心，O在四個(gè)頂角。Si原子和O原子比例

1:2，通常用SiO2來表示二氧化硅的組成。立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了SiO2具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)。物理性質(zhì)：硬度大，熔點(diǎn)高，難溶于水

化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)穩(wěn)定性好二氧化硅的結(jié)構(gòu)探究課堂從物質(zhì)組成和性質(zhì)角度來分類，SiO2屬于哪類物質(zhì)？有什么化學(xué)性質(zhì)？酸性氧化物通性1.與水反應(yīng)2.與堿反應(yīng)3.與堿性氧化物反應(yīng)SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)與強(qiáng)堿反應(yīng)(如NaOH)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O硅酸鈉與堿性氧化物反應(yīng)(如CaO)SiO2+CaOCaSiO3高溫二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)俗稱泡花堿水溶液俗稱“水玻璃”可作粘合劑、防火劑(1)物理性質(zhì)：Na2SiO3是一種白色固體，可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，具有黏結(jié)力強(qiáng)、耐高溫等特性。Na2SiO3水溶液俗稱：水玻璃Na2SiO3

最簡單的硅酸鹽——Na2SiO3Na2SiO3＋CO2(少）＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓(3)化學(xué)性質(zhì)：水溶液顯堿性，能與鹽酸、CO2等反應(yīng)。Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓

+2NaCl(2)用途：制備硅膠、防火劑、黏合劑強(qiáng)酸弱酸探究課堂特性：只能與氫氟酸(HF)反應(yīng)SiO2+4HFSiF4↑+2H2OHF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶氫氟酸“刻”出的玻璃工藝品探究課堂二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)水晶、瑪瑙等飾品二氧化硅的用途探究課堂光導(dǎo)纖維玻璃儀器探究課堂1.有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，下列關(guān)于硅及其化合物的說法正確的是()A．SiO2是一種酸性氧化物，所以不和任何酸反應(yīng)B．高溫下，工業(yè)制硅的反應(yīng)方程式為C+SiO2

Si+CO2C．光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2D．太陽能發(fā)電板的主要材料是SiO2C2.“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金?！痹娋渲小吧场钡闹饕煞质荢iO2,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.“從沙灘到用戶”這句話涉及工業(yè)上制備粗硅的工藝B.“水玻璃”可以由SiO2與NaOH溶液反應(yīng)制得C.SiO2是制取傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品玻璃的原料之一D.SiO2屬于酸性氧化物,不與任何酸反應(yīng)D探究課堂新型無機(jī)非金屬材料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)等方面具有很多新的特性和功能。俗稱：性能：具有硬度大和優(yōu)異的

性能金剛砂碳化硅(SiC)高溫抗氧化探究課堂新型陶瓷高溫陶瓷壓電陶瓷透明陶瓷超導(dǎo)陶瓷新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷相比常見新型陶瓷及其用途富勒烯碳納米管石墨烯新型無機(jī)非金屬材料都是碳的同素異形體，它們具有不同的結(jié)構(gòu)(碳原子排列方式不同)和性質(zhì)探究課堂碳納米材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用富勒烯由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱代表物C60開啟碳納米材料研究和應(yīng)用的新時(shí)代碳納米管由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑用于生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等石墨烯只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨應(yīng)用于光電器件、超級(jí)電容器、電池和復(fù)合材料等類別傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料主要成分主要特性抗腐蝕、耐高溫、質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊大都強(qiáng)度高、硬度大、耐高溫，另外還具有一定的電學(xué)特性、光學(xué)特性和生物功能等傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料與新型無機(jī)非金屬材料的區(qū)別一般來說，除了陶瓷、水泥、玻璃外，其他均是新型無機(jī)非金屬材料。硅酸鹽不一定是硅酸鹽探究課堂探究課堂碳納米管、石墨烯、C60等新型碳材料具有廣闊的應(yīng)用前景。下列說法正確的是(

)CA.碳納米管屬于膠體

B.石墨烯屬于有機(jī)化合物C.C60與金剛石互為同素異形體

D.均具有相同的熔點(diǎn)

下列物品或設(shè)施：①陶瓷餐具②磚瓦③混凝土橋墩

④門窗玻璃⑤水晶