5.3.1 传统无机非金属材料-高一化学课件(共27张PPT)（人教版2019必修第二册）

(共27张PPT)
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。
从组成上看，许多无机非金属材料（如水泥、玻璃、陶瓷）含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。
随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。(如石墨烯、碳纤维等）
材料——人类赖以生存和发展的物质基础
材料——人类赖以生存和发展的物质基础
第三节 无机非金属材料
传统无机非金属材料
--硅酸盐材料
阅读课本P19页第一自然段了解无机非金属材料的组成、性能、分类用途
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
分类
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
陶瓷，玻璃，水泥
硅和SiO2，新型陶瓷，碳纳米材料
传统非金属材料多为硅酸盐材料，以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存在。一般都不溶于水，化学性质很稳定
陶瓷
玻璃
水泥
硅酸盐结构
阅读课本P19页资料卡片，了解硅酸盐的结构和性能
硅酸盐的结构
硅氧四面体结构
结构：硅氧四面体是硅酸盐晶体结构中的基本构造单元。它是由位于中心的1个硅原子结合4个氧原子，氧原子在正四面体的4个顶角上。许多这样的四面体还可以通过顶角的氧原子相互连接，每个氧原子为两个正四面体共有，与2个硅原子相结合。在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。
性质：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。
1.陶瓷（China）
描述景德镇的陶瓷有这样一句话:薄如纸、色如玉、声如磬。
原料：
条件：
用途：
建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
黏土 ( 含水的铝硅酸盐 )
高温烧结
历史：
新石器时代就能烧制，唐宋时期达到鼎盛
性质：
陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点，因此，陶瓷制品一直为人们所喜爱。
陶瓷的种类很多，主要分为土器、陶器、炻器、瓷器。
唐三彩
传统陶瓷的应用：
日用器皿
卫生洁具
陶瓷器制造过程示意图
陶都→江苏宜兴市
瓷都→江西景德镇
2.玻璃
纯碱、石灰石、石英
硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅
玻璃窑
高温熔融，复杂的物理和化学变化
SiO2+CaCO3=== CaSiO3+CO2
SiO2+Na2CO3=== Na2SiO3+CO2
高温
高温
奥塞博物馆馆顶使用了３.５万平方米的玻璃天棚。
原料：
设备：
条件：
主要反应：
主要成分：
建筑材料、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维等
用途：
SiO2
这两个反应都是固体物质在高温下发生的，与酸性无关，不能通过这两个反应得出“酸性：H2SiO3>H2CO3”，高沸点物质制低高沸点物质。
透光性好、硬度大、无固定熔点
【资料卡片】
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。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；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。
水泥——建筑的基石
普通硅酸盐水泥的生产以黏土和石灰石为主要原料。二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量的石膏调节水泥硬化速度，再研磨成细粉即可得到普通水泥。
3.水泥
黏土、石灰石
原料
设备：
水泥回转窑
条件：
高温煅烧，发生复杂的物理和化学变化
主要成分：
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等
用途：
辅料石膏调节水泥硬化速率
建筑材料
水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物
混凝土：水泥、沙子、碎石的混合物
砼，汉语词汇，拼音tóng，混凝土的同义词。在工程设计和施工中，经常把混凝土三个字简写为砼。砼字的创造者是著名结构学家蔡方荫教授。
水泥是一种非常重要的建筑材料。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。
(1)水泥具有吸水性,在空气中吸水发生复杂的物理、化学变化而失去了原有的性质,因而变硬的水泥不能使用
(2)水泥不能抗酸的腐蚀是因为水泥的成分中有碳酸盐,碳酸盐与酸反应会放出CO2。
无机非金属材料
硅酸盐产品
陶瓷
水泥
玻璃
陶瓷：原料——黏土
玻璃：原料——纯碱、石灰石和石英；
水泥：原料——黏土和石灰石； 加适量石膏；
归纳总结
陶瓷 玻璃 水泥
主要原料 黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐） 纯碱、石灰石、石英砂（主要成分是SiO2） 黏土、石灰石
主要成分 Al2O3·2SiO2·2H2O Na2CO3、CaCO3、SiO2 硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等
反应原理 高温烧结而成 高温下发生复杂的物理和化学变化 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器和各种器皿、制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 制混凝土，大量用于建筑和水利工程
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物(　　)
(2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定(　　)
(3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合(　　)
(4)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土(　　)
(5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行(　　)
(6)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化(　　)
√
√
√
√
√
×
2．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　)
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点　
A
解析：　A项、氧化铁为红棕色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，错误；B项、秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经煅烧而制成的，正确；C项、陶瓷的主要原料是黏土，其主要成分是硅酸盐，正确；D项、陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化的特点，正确。
3．下列有关硅酸盐产品的说法不正确的是(　　)
A．水泥具有水硬性
B．玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英
C．玻璃有固定的熔沸点
D．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐产品
解析：　A．水泥具有水硬性，水泥遇水后，能在水中硬化并继续增长其强度的性质，跟水作用形成胶状物并成固体，水硬性最能代表水泥性质，故A正确；B．生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，故B正确；C．玻璃是混合物，一般混合物都没有固定的熔沸点，故C错误；D．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐产品，故D正确。
C
4．玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是(　　)
解析：　玻璃、陶瓷、水泥属于传统的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故选项C正确。
C
A．氮 B．硫 C．硅 D．氯
5．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是（ ）
A．“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理化学变化
B．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐
C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
D．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
B
6．宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是(　　)
A．窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料
C．高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物
D．陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，但是不能用来盛装氢氟酸
解析：不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，故A正确；
瓷器的原料主要是黏土，瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，故C错误；
HF能与二氧化硅反应，陶瓷的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸，故D正确。
C
7．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是(　　)
A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；
纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；
沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。
C