第5章第3节无机非金属材料-第二课时新型无机非金属材料课件2021-2022学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

(共20张PPT)
无机非金属材料
第二课时 新型无机非金属材料
一、硅的性质、制备及应用
1. 硅单质（Si）
（1）在元素周期表中的位置
位于元素周期表第三周期、第ⅣA族，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。
（2）自然界存在形式
硅在自然界主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙）的形式存在。
（3）物理性质
颜色、状态 光泽 熔点 硬度 导电性 质地
灰黑色固体
金属光泽
高
大
半导体
脆
（4）化学性质
①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF（氢氟酸）、强碱（如NaOH）溶液反应。
Si的特性
类比Al与强碱的反应
②加热条件下和某些非金属单质（如O2、Cl2、C）发生反应。
（5）用途
①用作半导体材料。
②制作计算机芯片。
③制造光电池，将光能直接转化为电能。
2. 硅的制备
（1）粗硅的制备
（2）高纯硅的制备
其中涉及的主要化学反应为：
课堂练习：
1. 我国已跨入“互联网+”时代，而“互联网”的建设离不开新型无机非金属材料硅。下列物品中用到硅单质的是（ ）
A. 陶瓷餐具 B. 石英钟表
C. 计算机芯片 D. 光导纤维
C
2. 工业上制造金刚砂（SiC）的反应的化学方程式为：
，在这个氧化还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是（ ）
A. 1：2 B. 2：1
C. 1：3 D. 3：5
A
二、二氧化硅的性质和应用
1. 二氧化硅（SiO2）
（1）存在
SiO2广泛存在于自然界中，是沙子、石英的主要成分。
（2）物理性质
颜色、状态 熔点 硬度 溶解度 导电性
无色晶体
很高
大
不溶于水
不导电
（3）化学性质
①具有酸性氧化物的通性：
a. 常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水
b. 与碱性氧化物反应生成盐
盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞
②弱氧化性
③特性：SiO2能与氢氟酸反应
注意：除氢氟酸外，二氧化硅不与其他任何酸（如浓硫酸、浓硝酸等）发生反应。
氢氟酸腐蚀玻璃
（4）用途
①用于生产光导纤维。
②水晶可用于制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。
③石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。
④石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。
课堂练习：
3. 有下列物质：①氢氟酸；②浓硫酸；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓硝酸。其中在一定条件下能与SiO2反应的是（ ）
A. ①②⑥ B. ②③⑥
C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤⑥
C
4. 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种线路，其中一种工业流程示意图及主要反应如下图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 自然界中存在大量的单质硅
B. 电弧炉中反应的化学方程式为
C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D. SiHCl3（沸点为33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点为57.7℃），通过蒸馏可提纯SiHCl3
D
三、新型陶瓷和碳纳米材料
1. 新型陶瓷
新型陶瓷在组成上不在局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，进一步拓展了陶瓷的应用领域。
新型陶瓷
高温结构陶瓷
压电陶瓷
透明陶瓷
超导陶瓷
2. 碳纳米材料
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。
碳纳米材料
富勒烯
碳纳米管
石墨烯
课堂练习：
5. 下列说法中错误的是（ ）
A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si4N3
B. 碳化硅（SiC）的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C. 金刚石、富勒烯、碳纳米管等都是碳单质，互为同素异形体
D. 12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子
A