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璃 (SiO2)
水 泥
_黏__土__和__ _石__灰__石__、
少量石膏
主要成分 _N_a_2S_i_O_3_、__ _C_a_S_i_O_3、__ _S_i_O_2
应用
生产建筑材料、 光学仪器和各种 器皿,还可制造 玻璃纤维用于高 强度复合材料
水泥、沙子和碎 石等与水混合可 以得到混凝土
【微思考】 普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、 粉碎,在玻璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变 化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗?
一代纳米陶瓷,这是陶瓷材料的第三次飞跃。纳米陶瓷 具有延展性,有的甚至出现超塑性。纳米陶瓷被称为21 世纪陶瓷。
试分析传统无机非金属材料和新型无机非金属材料各 有什么优点?
提示:传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比 较:传统无机非金属材料具有性质稳定、抗腐蚀、耐高 温等优点,但质脆,经不起热冲击。新型无机非金属材 料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征 如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。
代表物C60开启碳纳 米材料研究和应用 的新时代
用于生产_复__合__ _材__料__、电池和 传感器
应用于光电器件、 超级电容器、电池 和复合材料
【情境·思考】 从陶瓷材料发展的历史来看,经历了三次飞跃。由陶器 进入瓷器这是第一次飞跃;由传统陶瓷发展到精细陶瓷 是第二次飞跃;精细陶瓷粉体的颗粒较大,属微米级 (10-6 m),用新的制备方法把陶瓷粉体的颗粒加工到纳 米级,用这种超细微粉体粒子来制造陶瓷材料,得到新
(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,而硅不但能 与氢氟酸反应,而且还有H2生成(类似于较活泼金属与 酸的置换反应),Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。 (5)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它 与水作用制备H2SiO3。 (6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的熔、 沸点却很高。
(7)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2却能与氢氟酸作
用。SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。
(8)无机酸一般易溶于水,而H2SiO3却难溶于水。
(9)因H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入
CO2能发生下列反应:Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+
二氧化硅
二氧化碳
不反应
CO2+H2O====H2CO3
只与氢氟酸反 应:SiO2+4HF ====SiF4↑+2H2O
不应
物质
③与碱液
化 (NaOH) 学 反应
性 质
④与碱性 氧化物
反应
二氧化硅
二氧化碳
SiO2+2NaOH==== Na2SiO3+H2O(盛 碱液的试剂瓶用 橡胶塞)
CO2+2NaOH====Na 2CO3+H2O或CO2+ NaOH====NaHCO3
(2)SiO2既能与NaOH溶液反应,也能与氢氟酸反应,能认 为SiO2属于两性氧化物吗? 提示:SiO2不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸 反应,又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢 氟酸反应,但并不生成盐和水。
如与CaO反应: SiO2+CaO CaSiO3
如与Na2O反 应:CO2+Na2O==== Na2CO3
物质 化 学 ⑤与碳 性 反应 质
用途
二氧化硅
SiO2+2C Si+2CO↑
制饰品、坩埚、 光导纤维
二氧化碳
CO2+C 2CO
干冰用于人 工降雨
【知识拓展】硅及其化合物性质的“九大反常” (1)碳族元素的主要化合价一般是+2、+4价,而硅常见 的是+4价。 (2)硅的还原性比碳强,而碳在高温下却能从SiO2中还 原出硅。 (3)非金属单质与强碱反应一般不生成氢气,而硅却能 与强碱溶液反应产生氢气。
_盐__
原子结构 示意图
周期表中 位置
_第__三__周__ _期__、__第__ _Ⅳ__A_族__
(2)单质硅的制备:
【微思考】 工业上利用焦炭与SiO2在高温下反应制备粗硅,由此能 否说明碳的还原性大于硅? 提示:不能。比较氧化性、还原性的强弱,必须是在通 常情况下发生的反应,上述反应是在高温条件下发生的 ,故不能比较还原性的强弱。
新教材人教版高中化学必修二课件
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
一、 硅酸盐材料 1.无机非金属材料
2. 传统无机非金属材料
产品 陶瓷
原料
_黏__土__ (含水的铝
硅酸盐)
主要成分
应用
生产建筑材料、绝
缘材料、日用器皿、 卫生洁具
产品 原料
普 _纯__碱__、__石__ 通 _灰__石__和__石__ 玻 _英__砂__
(3)硅和二氧化硅的用途
2.新型陶瓷
3.碳纳米材料
碳纳米材料在_________________等领域有着广阔的应 用前景。 能源、信息、医药
结构特点
由碳原子构成的 富勒烯 一系列笼形分子
的总称
碳纳 米管
由石墨片层卷成的 管状物,具有纳米尺 度的直径
石墨烯
只有一个碳原子直 径厚度的单层石墨
应用
知识点 二氧化碳与二氧化硅的性质比较 【重点释疑】 二氧化碳与二氧化硅的性质比较
物质 二氧化硅
二氧化碳
存在于岩石、沙 存在 子、石英、水晶、
硅藻土中
空气,燃料的燃烧 产物
物质
二氧化硅
固体,难溶于水, 物理性质 熔、沸点高,硬
度大
二氧化碳
通常情况下为无色 无味气体,密度比 空气大,微溶于水
物质
①与水 化 反应 学 性 ②与酸 质 反应
Na2CO3,但在高温下Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑也能
发生。
【思考·讨论】 (1)盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞,你
知道这是为什么吗? 提示:试剂瓶的瓶塞一般是毛玻璃,易与氢氧化钠溶液 反应生成硅酸钠溶液,从而使瓶塞与瓶壁黏合在一起而 难以打开,所以盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡 胶塞。
提示:由原料和玻璃的成分及反应条件“熔融”,可知反 应的化学方程式为
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,
SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑。
二、新型无机非金属材料 1.硅和二氧化硅 (1)硅元素的存在与结构
存在
含量
存在形态
地壳中 居第_二__
位
_氧__化__物__ _和__硅__酸__
