高中化学硅无机非金属材料课件鲁教版必修

1、第四章第一节 硅 无机非金属材料 在前面一章里我门主要学习了碳、氮、硫等一些非金属元素的单质及化合物，今天我们来学习新内容。 现在请大家来看下面的一组图片制作陶瓷的工艺流程秦始皇陵兵马俑是“世界八大奇迹”之一，是二十世纪最伟大的发现水晶晶莹剔透，常被人们看作纯洁和永恒的象征太阳能电池太阳能电池以其易获得、无污染等特点，应用越来越广泛以上图片有什么共同之处？其物质中都含有硅元素4-1 硅 无机非金属材料一、单质硅 硅的含量、存在形态、物理性质、 化学性质、工业制法、用途二、二氧化硅及光导纤维 二氧化硅的结构、物理性质、化学 性质、用途 光导纤维的性质和用途 三、硅酸盐与无机非金属材料硅统硅电池硅

2、灯硅电子配件联想质疑1、计算机的芯片、传导电话的电缆、化学 实验的玻璃仪器它们是用什么材料制成 的？2、查阅资料并了解除了传统的无机非金属 材料外，还有哪些无机非金属材料？一、半导体材料与单质硅半导体材料是指导电能力介于于导体和绝缘体之间的一类材料。硅在地壳中的含量仅次氧，储量丰富，现已成为应用广泛的半导体材料。硅在地壳中的含量分布图，如下：氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%观察硅单质的实物图片并阅读教材P104第一段，总结硅的物理性质、硅单质的性质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而

3、脆的固体。晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。物理性质思考：1、硅的化学性质是什么？2、写出硅的原子结构示意图，与所学过的 哪种元素有相似之处？4567231碳族元素在元素周期表中的位置CSiGeSnPbA周期常温下很稳定，在高温或点燃的条件下有较强还原性。常温下很稳定，高温时也能发生反应。 碳与硅化学性质比较 碳（ C ） 硅（Si）Si+O2 = SiO2Si+2Cl2=SiCl4 *Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 + 2H *Si+4HF=SiF4+2H2* 2、 硅的工业制法 制粗硅：SiO2 +2C =Si + 2CO硅铁硅锰合金

4、硅钡合金氧化剂：SiO2 得到电子发生还原反应高温还原剂： C 失去电子发生氧化反应（粗硅）小资料：硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯：提 纯： Si+2Cl2=SiCl4 （粗硅） SiCl4+2H2=Si+4HCl （高纯硅）高温高温（3、硅的用途： 硅不但用于制造晶体管、集成电路，还用于制造硅整流器和太阳能电池等。此外，硅合金的用途也很广。如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用于制造耐酸设备。光 导 纤 维 交流研讨： 1、从物质分类的角度来看，二氧化硅 属于哪类物质？ 2、二

5、氧化硅可能具有哪些化学性质？ 二、二氧化硅与光导纤维 二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅 1、SiO2的物理性质：沸点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶体二氧化硅晶体是由由氧原子和硅原子构成的SiO2的结构示意图2、二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物质分类与碱性氧化物反应与碱反应与水反应与HF反应 均属于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高温CO2 2NaOH Na2CO3+H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3 不反应 不反应SiO2+4HF=SiF4+ 2H2O 阅读教材P105

6、归纳二氧化硅的用途(1)水晶用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器、工艺品(2)光导纤维原料(3)制玻璃3、光导纤维光导纤维（二氧化硅）主要特性抗干扰性能好，不发生辐射；通讯质量好；质量轻、耐腐蚀主要用途用于通讯外，还用于医疗、信息处理、遥测遥控等思考练习实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而 不用玻璃塞,你知道是为什么吗? 三、硅酸盐与无机非金属材料无机非金属材料一般耐高温、温度高、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。主要包括陶瓷、玻璃 、无机非金属涂层等硅酸盐材料是传统的无机非金属材料。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。玻璃、水泥是常见

7、的硅酸盐材料。1、普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3)、石英(SiO2),生产过程中主要的化学反应：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2NaCO3+SiO2=Na2SiO3+CO2普通玻璃的主要成分：SiO2、CaSiO3、Na2SiO3阅读教材 P107 有色玻璃高温高温2、水泥的主要原料是石灰石和黏土，普通水泥的主要成分是：硅酸二钙:2CaOSiO2 、硅酸三钙:3CaOSiO2 、铝酸三钙:3CaOAl2O3 水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静止后，很容易凝固变硬。由于具有这一优良特性，水泥才被广泛用做建筑材料。 水泥 、沙子和碎石的混合物叫做混凝土.混凝土

8、常 用钢筋做结构，这就是通常所说的钢筋混凝土. 钢筋混凝土强度大，常用来做高楼大厦、桥梁等 高大建筑。惰性氧化铝瓷球氧化铝载体氧化铝眼镜氧化铝坩埚 资料：新型无机非金属材料的主要品种、性 能及用途氧化铝（ Al2O3）陶瓷（人造刚玉）主要特性高熔点；高硬度；可制成透明陶瓷；无毒、不溶于水，强度高；对人体有较好的适应性 主要用途高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等氮化硅刀具(含有金属心的)氮化硅基高温陶瓷陶瓷氮化硅电加热元件氮化硅（Si3N4）陶瓷主要特性超硬度，耐磨损；抗腐蚀，高温时也抗氧化；抗冷热冲击而不碎裂；耐高温且不易传热；本身具有润滑性 主要

9、用途制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。用于制造柴油机中发动机部件的受热面等牧高迪涂硅面料纤维纸巩固练习 1常温下不能与硅反应的是（ ） （A）氢氟酸 （B）氟气 （C）氢氧化钠溶液 （D）氯气 2不能直接由氧化物和水生成的酸是（ ） （A） H2 SO4 （B） H2SO3 （C） H2SiO3 （D）H2CO3 3下列离子组能在水溶液中大量共存，且加入盐酸 可能生成沉淀的是（ ） （A） Na+、CO32-、Cl-、SO42- （B） Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl- （C）S2-、 SO32-、OH-、Na+ （D）Na+、SiO32-、Cl-、NO3-DCD4生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用（B ）（A）水（B）盐酸（C）烧碱浓溶液（D）硫酸5下列物质中没有固定熔点的是（C ）A二氧化硅 B硅酸钠 C玻璃 D氢氧化 钠6下列