人教版化学高一必修二第5章第3节 无机非金属材料 课件(共30张PPT)

建筑行业粘合剂 硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃” 耐火材料
耐腐蚀材料
知识网络清单
+4
SiO2
H2SiO3
0 Si 单质 氧化物 酸
Na2SiO3 CaSiO3
盐
玻璃 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
(Na2O·SiO2、CaO·SiO2) 水泥 2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、
3CaO·Al2O3
无机非金属材料： 教材描述：
材料是人类赖以生存的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非 金属材料等。从组成上来看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐 高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产 和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生……
SiO44-离子
丝光沸石
K2Al2Si10O24 ·7H2O
K2O·Al2O3·10SiO2·7H2O
•
云母
KAl3Si3O11 K2O·3Al2O3·6SiO2
天然水晶 SiO2
教材描述： ……从组成上来看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、
抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产和社会 发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生……
教材描述： 现代信息技术式建立在半导体材料基础上的。位
于元素周期表第三周期、第ⅣA族的硅元素，正好处 于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于 导体与绝缘体之间，是应用最微广泛的半导体材料。
现代信息技术材料
信息的处理与存储
信息的传输
1956---硅集成电路
1970美国康宁公司研制成 低传输损耗的石英光纤
2023年3月日本经济产业省周四宣布正式放宽对氟化 聚酰亚胺、氟化氢和光刻胶的许可要求，并称此举当日 生效。

硅酸
物理性质
硅酸是一种白色胶状固体，不溶于水。
化学性质 H2SiO3
弱酸性：(酸性： HCl > H2CO3 > H2SiO3) H2SiO3 不能使指示剂变色
不稳定性：受热易分解
硅酸的制备 硅酸的制备
制备思路：强酸制弱酸 制备方法：可溶硅酸盐（例如Na2SiO3) + 酸
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3(胶体)
Na2SiO3 + CO2 + H2O == H2SiO3(胶体) + Na2CO3
上述反应也可以用于比较碳酸和硅酸的酸性强弱
硅酸盐材料
——传统无机非金属材料
传统无机非金属材料
传统无机非金属材料——陶瓷、玻璃、水泥
陶瓷
玻璃
水泥
传统无机非金属材料
玻璃
原料：纯碱、石灰石、石英砂(主要成分为SiO2), 主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
SiO2 的化学性质
思考 ①、为什么实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？
碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连
②、加热熔融NaOH时，为什么不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚， 只能使用铁坩埚？
陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，能与NaOH反应， 铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。
新型无机非金属材料
新型无机非金属材料
新型陶瓷
新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面有很多 新的特性和功能。
碳化硅（SiC）俗称金刚砂 • 硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料 • 还具有优异的高温抗氧化性能，可以用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。

高温
b.SiO2 可与碱性氧化物反应
SiO2 + CaO
c.SiO2 可与强碱反应
SiO2 + 2NaOH
高温
②弱氧化性： SiO2+2C === Si+2CO ↑
③特性：SiO2 可与氢氟酸（HF）反应
SiO2 + 4HF
SiF4↑ + 2H2O
CaSiO3
Na2SiO3 + H2O
二、新型无机非金属材料
统称硅石
无定形： 硅藻土
⑵ 物理性质 熔沸点高、硬度大、不溶于水
空间构型：硅氧四面体（空间网状）
SiO2是二氧化硅的化学式(表示组成)
而不是分子式，没有SiO2分子，它
是原子晶体


Si原子和O原子比例=1：4× =1:2
二氧化硅
(3) 化学性质
①酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性
a. SiO2 不溶于水，不与水反应
①
① SiO2 + 2C
1800 0C ~ 2000② 0CΒιβλιοθήκη ② Si + 3HCl
300 0C
③ SiHCl3 + H2
Si + 2CO↑
SiHCl3 + H2
1100 0C
③
Si + 3HCl
二氧化硅
石英砂
沙子
SiO2
纯净的二氧化硅
无色透明
玛瑙
水晶
二氧化硅
⑴ 存在形式
结晶形：石英、水晶、玛瑙、沙子
瓷都
生产建筑材料、绝缘材料、
日用器皿、卫生洁具等
一、传统无机非金属材料---玻璃
玻璃
成分
Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2

)A.普通玻璃质地透明,但属于
B.普通玻璃与钢化玻璃的化学成分相同C.氧化铝陶瓷可用来 制作压电地震仪
D.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料
THANKS
地壳中的含量在所有的元素中居第一位C.硅的化学性质不活泼,在自然界 3、生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质，然后用氢气还原：
CaO+SiO2==CaSiO3 补充：几种弱酸的酸性大小:H2CO3>H2S>HClO>H2SiO3 Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ SiO2+2C==Si(粗硅)+CO↑
硅 一、物理性质
晶体硅是灰黑色略带金属光泽，脆而硬的固体。不溶于水，熔 点高，硬度大，是良好的半导体材料。
单晶硅
二、化学性质
1、与氧气反应 Si+O2=加=热SiO2
2、与非金属的反应
加热
Si+2F2==SiF4 Si+Cl2==SiCl4 3、与碱的反应
Si+C高=温=SiC(金刚砂）

Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ 4、与酸的反应（唯一）
5.下列表述正确的是( )①化学家采用玛瑙研钵研磨固体物质,玛瑙的 主要成分是硅酸盐②三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料③夏 天到了,游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保 护眼睛④太阳能电池可采用硅材料制作,该应用有利于环保、节能A.① ② B.①③ C.②③④ D.②④
6.下列说法中不正确的是( 混合物
中可以以游离态存在D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料 闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结 而成C.