第五章 第三节 无机非金属材料 课件【知识建构+高效助教】高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节无机非金属材料无机非金属材料含有元素硅氧等元素性能耐高温、抗腐蚀、硬度高特殊的光学、电学等性能应用日常生活应用航空航天领域信息领域新能源领域无机非金属材料根据组成、性能和应用的不同可分为___________________和____________________两种，其中传统无机非金属材料多为________材料，通常包括___________________三种传统无机非金属材料新型无机非金属材料阅读P19页第一段硅酸盐陶瓷、玻璃和水泥传统的无机非金属材料--硅酸盐材料一、传统非金属材料传统非金属材料多为硅酸盐材料，包括陶瓷、玻璃、水泥三大类。硅酸盐的结构_________结构决定了硅酸盐材料大多具有______________________________等特点。硅氧四面体阅读P19页资料卡片硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀1、陶瓷陶瓷原料应用黏土

(含水的铝硅酸盐)生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等——————————2、玻璃玻璃成分原料Na2SiO3、CaSiO3、SiO2纯碱、石灰石和石英砂SiO2

SiO2

+

Na2CO3

Na2SiO3

+

CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温高温设备玻璃窑———————————————————————不同性能的玻璃3、水泥黏土石灰石水泥原料应用条件高温煅烧制作混凝土、大量用于建筑和水利工程。石膏的作用：调节水泥硬化速率水泥、沙子、碎石和水——————————生产原料设备原理及成分陶瓷————————玻璃水泥————黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)纯碱、石灰石和石英砂玻璃窑Na2SiO3、CaSiO3、SiO2黏土和石灰石水泥回转窑二、新型非金属材料满足科技发展的需要，应用于高端领域1、硅硅元素：Si在自然界的存在原子结构示意图周期表中位置含量存在形态地壳中居第____位________________

__________________二氧化物硅酸盐第三周期第ⅣA族硅是一种亲氧元素，在自然界总是与氧相互结合自然界的硅：______（填存在或不存在）单质硅不存在硅的用途半导体材料硅晶片用于生产芯片高纯硅的制备工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。①

SiO2+2CSi+2CO↑18000C~20000C②

Si+3HClSiHCl3+H23000C③

SiHCl3+H2Si+3HCl11000C价值5元的沙子价值5000元的芯片点沙成金2、二氧化硅沙子石英砂玛瑙水晶SiO2思考与交流❒根据SiO2的存在，请分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？物理性质

化学稳定性

▧硬度▧熔点▧水溶性大高不溶于水稳定二氧化硅的化学性质________氧化物▦与碱反应SiO2+2NaOH有粘性❒实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡

皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗?思考玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞与瓶口粘在一起而难以打开。=Na2SiO3+H2O（提示：玻璃中含有SiO2）酸性二氧化硅的化学性质酸性氧化物▦与碱反应SiO2+2NaOH有粘性=Na2SiO3+H2O▦与碱性氧化物反应SiO2+CaO===高温CaSiO3组织建设你知道玻璃上的图案是如何刻上去的吗？组织建设你知道玻璃上的图案是如何刻上去的吗？二氧化硅的化学性质特性▦与氢氟酸(唯一的酸)反应SiO2+4HF

常用于刻蚀玻璃❒氢氟酸能保存在玻璃瓶中吗？思考不能，应保存在塑料瓶中。＝SiF4↑+2H2O思考❒SiO2既能与碱反应，又能与氢氟酸反应，那么SiO2是

两性氧化物吗?不是，SiO2虽然能与氢氟酸发生反应，但是生成的SiF4不是盐。二、化学性质SiO2

属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性①SiO2

不溶于水，不与水反应②SiO2

可与碱性氧化物反应SiO2+CaO

CaSiO3高温③SiO2

可与强碱反应SiO2

+2NaOH

Na2SiO3

+H2O特性：SiO2

可与氢氟酸（HF）反应SiO2+4HFSiF4↑+2H2O二氧化硅的用途光导纤维优点：光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率。3、新型陶瓷

碳化硅（SiC）俗称金刚砂，其中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。高温结构陶瓷透明陶瓷压电陶瓷超导陶瓷新型陶瓷

碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯

等。

在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。4、碳纳米材料——富勒烯碳纳米材料

C60是富勒烯的代表物。

C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。——碳纳米管碳纳米材料

碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。——石墨烯碳纳米材料

作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。硅酸H2SiO3H4SiO4(原硅酸，易失水)

硅酸溶解度很小，是一种很弱的酸(酸性比碳酸还弱)。性质制备SiO2H2SiO3H2O硅酸H2SiO3H4SiO4(原硅酸，易失水)制备原理：较强酸制较弱酸较强酸H2SiO3可溶性硅酸盐

硅酸溶解度很小，是一种很弱的酸(酸性比碳酸还弱)。性质组织建设实验5-1实验操作现

象结

论化学方程式①Na2SiO3溶液中滴入酚酞溶液后呈红色②再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至接近无色，有透明、胶

冻状物质产生①Na2SiO3溶液呈碱性②H2SiO3难溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl组织建设自主探究如何通过实验来证明硅酸的酸性比碳酸弱？CaCO3盐酸饱和Na2SiO3溶液CO2(HCl)排除干扰组织建设自主探究如何通过实验来证明硅酸的酸性比碳酸弱？饱和Na2SiO3溶液CaCO3盐酸CO2(HCl)饱和NaHCO3溶液组织建设自主探究如何通过实验来证明硅酸的酸性比碳酸弱？饱和Na2SiO3溶液CaCO3盐酸CO2(HCl)CO2Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(胶体)+2NaCl6．下列有关工业生产的叙述中不正确的是（

）A．普通玻璃的生产以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料B．工业上，通常采用水吸收SO3，制备浓硫酸C．氨的催化氧化是工业合成硝酸的步骤之一D．将Cl2通入冷的石灰乳中可制得漂白粉9．下列说法不正确的是（）A．实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞B．沙子、石英、水晶、玛瑙都是天然存在的二氧化硅C．豆科植物把含氮化合物转变为蛋白质属于氮的固定D．常温下可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸18．下列有关叙述正确的是（）A．SO2具有漂白性，可以大规模用于食品的漂白B．高纯硅可用于制造芯片、光导纤维、太阳能电池板C．超导陶瓷可应用于磁悬浮技术D．常温下，浓H2SO4与铁、铝不反应，所以可用铁、铝质槽罐车运输浓H2SO419．碳纳米材料是近年来人们非常关注的一类新型无机非金属材料，下列关于碳纳米材料的说法中不正确的是（）A．C60是富勒烯的代表物，C60的摩尔质量为720g/molB．碳纳米管可用于生产电池和传感器C．虽然碳纳米管粒子直径在1到100纳米之间，但它不属于胶体D．石墨烯的性质稳定，在氧气中不能燃烧1.下列关于二氧化硅的叙述正确的是（）A．SiO2能与水反应生成硅酸

B．SiO2与CO2的结构相同

C．SiO2用于太阳能电池

D．SiO2与氢氧化钠反应生成的盐储存在带橡

胶塞的试剂瓶中D知识巩固课堂练习2.下列关于硅酸的说法正确的是（）A．硅酸可以通过

SiO2

和

H2O

化合反应直接制得

B．可用反应

Na2SiO3+2HCl

=2NaCl+H2SiO3↓

制取硅酸C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应

D．干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠B课堂练习3.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水

B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2

D．CO2是气体，而SiO2是固体B课堂练习4.材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。（1）硅酸盐材料是重要的传统无机非金尾材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一。下列不属于硅酸盐产品的是

(填写序号)①光导纤维②水泥③玻璃④陶瓷（2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于

(填“纯净物”或“混合物”)。有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式

。（3）氮化硅是一种高