2021学年高中化学第5章第3节无机非金属材料学案人教版必修二.doc

玛瑙
化
硅
的
存
在
无定形——硅藻土
第十五页，共二十一页。
二氧化硅的用途
SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界的广泛存 在，从古到今都被人类广泛地应用着。
石英坩埚
玻璃仪器
精美瓷器
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光导纤维（通信）
拓展
雕刻玻璃
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
实验室不用玻璃瓶盛装氢氟酸！！
新教材人教版高中化学必修第二册 5.3 无机非金属材料 教学课件
科 目：化学 适用版本：新教材人教版 适用范围：【教师教学】
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第三节 无机非金属材料
第一页，共二十一页。
学习目标
1、通过阅读和讨论，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生 产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅 酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。
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硅的制备
如何制备高纯度的硅？
工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅
⑴SiO2+2C =高=温= Si+2CO ↑ (粗
硅)
高温
若C过量： SiO2+3C == SiC + 2CO ↑
碳化硅(俗名：金刚砂)
⑵Si+3HCl
高温
===
SiHCl3+H2
提纯
高温
⑶SiHCl3+H2 === Si+3HCl （高纯 工业上利用硅焦）炭与SiO2在高温下反应制备粗硅，由此能否说明碳的还原性大于
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思考 交流
1、实验室盛NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞不用玻璃塞？

第三节无机非金属材料-人教版高中化学必修第二册（2019版）教案本节课主要内容为无机非金属材料的介绍和分类，对于高中化学教学来说是非常关键的部分。

主要讲解以下几个方面：•无机非金属材料的概述•生产和应用•真空管技术•半导体器件无机非金属材料的概述无机非金属材料是指不含金属元素的化合物，包括无机溶胶、硫酸盐、氮化物、氧化物、硅酸盐等材料。

这些材料广泛存在于工业和日常生活中，例如水泥、陶瓷、玻璃等。

生产和应用无机非金属材料的生产和应用十分广泛。

其中最广泛的应用是在建筑业和玻璃制造业。

在建筑业中，水泥是最主要的应用之一，而在玻璃制造业中，使用的无机非金属材料主要是二氧化硅和氧化铝等。

此外，在电子工业中，无机非金属材料的应用也非常广泛。

例如，用氮化硅制造的芯片可用于制造计算机、手机等电子设备。

真空管技术无机非金属材料还有一个重要的应用领域，那就是真空管技术。

真空管可用于制造电子器件，例如放大器、整流器等。

在真空管中，电子通过真空空间流动而不与其他物质相互作用。

而真空管必须通过无机非金属材料来承载电子。

半导体器件半导体器件是一种重要的电子器件，在现代电子工业中应用广泛。

无机非金属材料在半导体器件的制造中起着重要作用。

半导体器件的工作原理是基于半导体材料的电学特性，无机非金属材料常用于制造半导体材料。

半导体材料常用的无机非金属材料主要有硅、锗、氮化硅等。

其中，硅的应用最广泛，被广泛用于制造半导体芯片等电子器件。

综上所述，无机非金属材料在现代化学中具有广泛应用。

掌握无机非金属材料的分类和应用，有助于深入理解现代化学的基本理论。

第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料教学目标：1.能了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅酸盐材料在建设中发挥的重要作用。

2.能了解品体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用。

素养目标：1.证据推理与模型认知：能基于硅原子结构及在周期中位置的证据推理出硅是优良半导体。

2.科学态度与社会责任：结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高学生努力学习化学、投身国家建设的社会责任感。

教学重难点：教学重点：陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途教学难点：硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途教学过程：任务1：一、传统硅酸盐材料传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在日常生活中随处可见，如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。

硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图5－8所示。

每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体4个项角；许多这样的四面体还可以通过项角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。

硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。

问题1.什么是陶瓷，它有什么用途陶瓷是以_____（主要成分为含水的铝硅酸盐）为主要原料，经高温烧结而成的。

用途：用于生产___ _____、________、________、_________等问题2.什么是玻璃，它有什么用途普通玻璃主要成分是_______、_______、和_____，它是以_____、______、_______（主要成分是___ __）为原料，经混合、粉碎，在中_______熔融，发生复杂的__________变化而制得的。

专题03 无机非金属材料【知识导图】【目标导航】1.结合实例认识无机非金属材料的组成、性能与应用之间的联系。

2.结合真实情景中的应用实例，了解硅酸盐、硅、二氧化硅的主要性质。

本专题在各种考试中主要考查无机非金属材料的相关知识，包括硅及其化合物的性质、用途、制备以及传统及新型无机非金属材料的特点和用途，主要以选择题的形式出现。

【重难点精讲】一、硅单质1.存在硅单质主要有晶体和无定形两大类。

2.物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。

3.化学性质(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。

反应的化学方程式分别为：与氟：Si＋2F2===SiF4；与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；与碱：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。

(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si ＋O 2=====△SiO 2。

4、主要应用：半导体材料→硅芯片、硅太阳能电池5、高纯硅的制备涉及的主要化学反应为 (a)SiO 2＋2C=============1 800～2 000 ℃Si ＋2CO↑ (b)Si ＋3HCl=====300 ℃SiHCl 3＋H 2 (c)SiHCl 3＋H 2=====1 100 ℃Si ＋3HCl 二、二氧化硅 1.存在自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。

天然SiO 2有晶体和无定形两种，统称硅石。

2.物理性质熔点高，硬度大，难溶于水。

3.结构SiO 2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。

每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO 2晶体中Si 和O 的比例为1∶2。

4.化学性质SiO 2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。