人教版高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第3节无机非金属材料课件（41张ppt）

(共41张PPT)
第五章　化工生产中的重要非金属元素
第三节　无机非金属材料
学习目标 核心素养
1.通过查阅资料，了解传统无机非金属材料的原料、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。 3．通过新型无机非金属材料的学习，认识新型无机非金属材料在生产中的应用。 宏观辨识与微观探析：
能从二氧化硅、二氧化碳的结构的角度分析两者性质的差异，形成“结构决定性质”的观念。
科学态度与社会责任：
能通过无机非金属材料的学习，认识化学对社会发展的重要贡献，具有可持续发展意识，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
课前素能奠基
课堂素能探究
课堂达标验收
新课情景呈现
名师博客呈现
新课情景呈现
看到计算机的芯片，传导电话的光缆，化学实验的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物材料制成的吗？除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外，你还知道其他无机非金属材料吗？让我们走进教材一起学习无机非金属材料。
课前素能奠基
新 知 预 习
一、硅酸盐材料
1．无机非金属材料
2．传统无机非金属材料
产品 原料 主要成分 应用
陶瓷 ______(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
普通 玻璃 ____________________________ __________________________ 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料
水泥 _____________少量石膏 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土
黏土　
纯碱、石灰石和石英砂(SiO2)　
Na2SiO3、
CaSiO3、SiO2　
黏土和石灰石　
二、新型无机非金属材料
1．硅和二氧化硅
(1)硅元素的存在与结构
二　
氧化物和　
第三周期、　
第ⅣA族
硅酸盐
(2)单质硅的制备
粗硅的制取 反应化学方程式：
(3)硅和二氧化硅的用途
2．新型陶瓷
3．碳纳米材料
碳纳米材料在___________________等领域有着广阔的应用前景。
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__________、电池和传感器
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
能源、信息、医药　
复合材料　
应 用 体 验
1．我国古代在材料方面取得了突出的成就。下列材料主要成分不是硅酸盐的是 (　　)
A．陶俑　　　　　 B．琉璃瓦
C．汉白玉　 D．青花瓷
解析：陶、瓷、砖、瓦、紫砂及石棉等主要成分都是硅酸盐，而汉白玉成分是碳酸钙，故选C。
C　
2．下列不属于新型无机非金属材料的是 (　　)
A．光学玻璃　 B．单晶硅
C．新型陶瓷碳化硅　 D．碳纳米管
解析：光学玻璃属于传统无机非金属材料，单晶硅、新型陶瓷碳化硅、碳钠米管都属于新型无机非金属材料，故选A。
A　
3．下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是 (　　)
A．黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐，是陶瓷的主要原料，陶瓷可用于生产绝缘材料、卫生洁具等
B．普通硅酸盐水泥的主要原料石膏，水泥大量用于建筑和水利工程
C．金刚砂硬度大可作砂轮的磨料，具有良好的高温抗氧化性能，可用作耐高温半导体材料
D．石墨烯具有电阻率低、热导率高、强度高的特点，可用于生产动力电池和超轻海绵
B　
要 点 归 纳
课堂素能探究
知识点
二氧化碳与二氧化硅的性质比较
问题探究
1．盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞，你知道这是为什么吗？
提示：试剂瓶的瓶塞一般是毛玻璃，易与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液，从而使瓶塞与瓶壁黏合在一起而难以打开，所以盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞。
2．SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为SiO2属于两性氧化物吗？
提示：SiO2不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应，但并不生成盐和水。
知识归纳总结
二氧化碳与二氧化硅的性质比较
物质 二氧化硅 二氧化碳
存在 存在于岩石、沙子、石英、水晶、硅藻土中 空气，燃料的燃烧产物
物理 性质 固体，难溶于水，熔、沸点高，硬度大 通常情况下为无色无味气体，密度比空气大，微溶于水
典例1
典例剖析
下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是 (　　)
A．CO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应
B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C．CO2和SiO2在一定条件下均能将碳还原为CO
D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
A 　
　2018年11月5日至7日，世界光纤光缆大会在杭州举行。本次大会以“一个光纤连接的智能世界”为主题，围绕“全球光纤光缆供需走势”、“5G和物联网带来的需求展望”、“一带一路”倡议和“智能制造”等热点议题展开深入讨论与交流。光缆的主要成分为SiO2。
素养应用
下列叙述正确的是 (　　)
A．CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸
B．SiO2与CO2都不能与酸反应
C．SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应
D．水晶的主要成分是SiC
解析：SiO2与H2O不反应，A项错误；SiO2与HF反应，B项错误；SiO2和CO2都与NaOH溶液反应生成盐和H2O，C项正确；水晶的主要成分是SiO2，D项错误。
C　
名师博客呈现
高纯硅的制备原理
下列对上述三个反应的叙述中，错误的是 (　　)
A．①③为置换反应
B．②为化合反应
C．①②③均为氧化还原反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
解析：反应①③中硅元素被还原，反应②中硅元素被氧化，D项错误。
D　
课堂达标验收
C　
解析：CO2和SiO2都是酸性氧化物，化学性质相似，但物理性质差别很大，A项错误；硅酸的酸性比H2CO3弱，反应之所以发生，是因为CO2为气体，可以脱离反应体系，B项错误；CO2和SiO2与C反应时都作氧化剂，C项正确；SiO2与HF反应时生成的SiF4不是盐，所以SiO2不是两性氧化物，D项错误。
2．下列关于无机非金属材料的说法中正确的是 (　　)
A．传统无机非金属材料是指：光导纤维、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
C　
解析：光导纤维的主要成分是SiO2，SiO2属氧化物，A项错误；新型无机非金属材料比传统无机非金属材料强度更好，B项错误；高温结构陶瓷具有耐高温、耐酸碱腐蚀，硬度大等优点，C项正确；新型无机非金属材料包括硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料，D项错误。
C　
4．500多年前，一艘载着天然苏打晶体(Na2CO3·10H2O)的商船在航行中搁浅，船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。之后他们惊奇地发现，在苏打晶体与沙粒接触的地方出现了许多晶莹发亮的珠子。回答下列问题：
(1)沙滩上沙粒的主要成分为________(填化学式)。
(2)上述晶莹发亮的珠子可能是_____(填字母)。
A．水晶颗粒　　　 B．无水碳酸钠
C．晶体硅　 D．玻璃珠
SiO2　
D　
(3)生成该珠子时发生反应的化学方程式为
__________________________________。
(4)氢氟酸常用作玻璃的蚀刻剂，原因是_______________________ ____________(用化学方程式表示)。
SiO2＋4HF===SiF4↑
＋2H2O