5.3.1无机非金属材料++课件+++2024-2025学年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第1课时第五章化工生产中的重要非金属元素新课导入硅酸盐我们生活中接触到的硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷探究课堂硅酸盐及其结构探究课堂(1)硅酸盐是由金属、硅、氧等元素形成的盐(2)结构：在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。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。(3)特点：硅酸盐材料大多数具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀特点![SiO2]四面体结构传统无机非金属材料陶瓷原料：特点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘黏土（含水的铝硅酸盐）探究课堂传统无机非金属材料玻璃原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)探究课堂生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。

着色剂

玻璃颜色MnO2紫色CoO、Co2O3紫红色FeO、K2Cr2O7绿色CdS、

Fe2O3

、Sb2S3黄色AuCl

、

Cu2O红色CuO、MnO2

、Fe3O4黑色传统无机非金属材料水泥特点：具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬原料：主要原料：石灰石(CaCO3)和黏土探究课堂探究课堂Si+14842硅原子的最外电子层有4个电子，既不容易得到4个电子，也不容易失去4个电子硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物硅新型无机非金属材料常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。寻找半导体材料弟弟捧着神龟硅

在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、

石英砂）的形式存在。钠沸石硅孔雀石蓝晶石羟硅铜矿水晶探究课堂粗硅的制备SiO2＋2CSi＋2CO↑

==高温不是CO2！+400+2探究课堂为何说制得的硅为粗硅？

碳过量、碳与硅反应生成的SiC晶体硅中的杂质会影响其导电性能，因此必须制备高纯度的硅。探究课堂制备原理制备流程反应方程式

用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅，然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原。高纯硅的制备晶体硅的导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料。硅的用途探究课堂硅太阳能电池半导体材料硅芯片二氧化硅

SiO2是硅的重要化合物，地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。探究课堂玛瑙水晶石英结晶形硅藻土无定形新型无机非金属材料探究课堂四面体结构每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角。Si原子和O原子比例

1:2，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质。物理性质：硬度大，熔点高，难溶于水

化学性质：化学稳定性好二氧化硅的结构探究课堂从物质组成和性质角度来分类，SiO2属于哪类物质？有什么化学性质？酸性氧化物通性1.与水反应2.与碱反应3.与碱性氧化物反应SiO2不溶于水，也不与水反应与强碱反应(如NaOH)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O硅酸钠与碱性氧化物反应(如CaO)SiO2+CaOCaSiO3高温二氧化硅的化学性质俗称泡花碱水溶液俗称“水玻璃”可作粘合剂、防火剂(1)物理性质：Na2SiO3是一种白色固体，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性。Na2SiO3水溶液俗称：水玻璃Na2SiO3

最简单的硅酸盐——Na2SiO3Na2SiO3＋CO2(少）＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓(3)化学性质：水溶液显碱性，能与盐酸、CO2等反应。Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓

+2NaCl(2)用途：制备硅胶、防火剂、黏合剂强酸弱酸探究课堂特性：只能与氢氟酸(HF)反应SiO2+4HFSiF4↑+2H2OHF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶氢氟酸“刻”出的玻璃工艺品探究课堂二氧化硅的化学性质水晶、玛瑙等饰品二氧化硅的用途探究课堂光导纤维玻璃仪器探究课堂1.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列关于硅及其化合物的说法正确的是()A．SiO2是一种酸性氧化物，所以不和任何酸反应B．高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2

Si+CO2C．光导纤维的主要成分是SiO2D．太阳能发电板的主要材料是SiO2C2.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。”诗句中“沙”的主要成分是SiO2,下列说法错误的是(

)A.“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺B.“水玻璃”可以由SiO2与NaOH溶液反应制得C.SiO2是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一D.SiO2属于酸性氧化物,不与任何酸反应D探究课堂新型无机非金属材料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、磁学等方面具有很多新的特性和功能。俗称：性能：具有硬度大和优异的

性能金刚砂碳化硅(SiC)高温抗氧化探究课堂新型陶瓷高温陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷新型陶瓷与传统陶瓷相比常见新型陶瓷及其用途富勒烯碳纳米管石墨烯新型无机非金属材料都是碳的同素异形体，它们具有不同的结构(碳原子排列方式不同)和性质探究课堂碳纳米材料结构特点应用富勒烯由碳原子构成的一系列笼形分子的总称代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代碳纳米管由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径用于生产复合材料、电池和传感器等石墨烯只有一个碳原子直径厚度的单层石墨应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等类别传统无机非金属材料新型无机非金属材料主要成分主要特性抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击大都强度高、硬度大、耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别一般来说，除了陶瓷、水泥、玻璃外，其他均是新型无机非金属材料。硅酸盐不一定是硅酸盐探究课堂探究课堂碳纳米管、石墨烯、C60等新型碳材料具有广阔的应用前景。下列说法正确的是(

)CA.碳纳米管属于胶体

B.石墨烯属于有机化合物C.C60与金刚石互为同素异形体

D.均具有相同的熔点

下列物品或设施：①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩

④门窗玻璃⑤水晶