【高中化学】第五章 第三节 无机非金属材料 第一课时 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

无机非金属材料

【知识要点】1、通过查阅资料，了解传统无机非金属的原料、成分，认识无机非金属材料在生产中的应用。2、通过硅、二氧化硅的结构及性质的学习，认识硅单质、二氧化硅在生产中的应用知识导航无机非金属材料硅酸盐材料新型无机材料陶瓷水泥玻璃硅和二氧化硅新型陶瓷碳纳米材料硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如右图所示每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的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。右图陶瓷陶瓷是以黏土(含水的铝硅酸盐)为原料，经过高温烧结而成，发生了复杂的物理变化和化学反应如今广泛用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、清洁卫生玻璃普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,它是以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经过复杂的物理和化学变化而制的。CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑▲Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑▲水泥水泥的生产以黏土和石灰石为主要原料。用于制造混凝土加入石膏可以调节水泥硬化速率硅和二氧化硅硅元素的存在硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，在地壳中含量居第二位。硅是一种亲氧元素，其在自然界中总是与氧相互化合，自然界中以化合态形式存在。二氧化硅是硅最重要的化合物硅原子和碳原子最外层电子数为4个，它们既难失去电子，也难得到电子，其中碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的基本元素高纯硅的制备石英砂粗硅SiHCl3高纯硅1800—2000℃300℃1100℃1、SiO2+2C==Si+2CO↑2、Si+3HCl==SiHCl3(液态)+H23、SiHCl3+H2==Si+3HCl硅的用途：计算机芯片、太阳能电池、良好的半导体材料高温高温二氧化硅SiO2是硅的重要化合物，天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12％。沙子、水晶、玛瑙、石英的主要成分是SiO2二氧化硅晶体中Si和O按1：2的比例组成成立体网状结构的晶体，二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。SiO2的化学性质1、不与水、一般的酸反应2、具有酸性氧化物的通性二氧化硅是酸性氧化物与强碱反应(NaOH)与碱性氧化物反应(Na2O)SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+Na2O==Na2SiO3高温SiO2的化学性质与碳酸盐反应CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑▲Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑▲弱氧化性：SiO2+2C==Si+2CO↑特例：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O酸只有氢氟酸能与二氧化硅反应高温硅酸盐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。硅酸钠物理性质：

硅酸钠是白色固体，易溶于水，俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的黏合剂和木材防火剂Na2SiO3硅酸钠的化学性质硅酸钠的化学性质稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。1、与酸反应Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3(胶体)2、与CO2反应Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3(胶体)硅胶硅胶是唯一难溶于水的酸