第五章第三节 第二课时 新型无机非金属材料 课件(共22张PPT) 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共22张PPT)
02
新型无机非金属材料
新课导入
一些材料含碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域广泛应用。
随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一系列新型无机非金属材料相继问世。
高纯度的含硅元素的材料：单晶硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料。
氮化硅陶瓷
新课导入
新型无机非金属材料具有的特性
① 承受高温，强度高。 ② 具有光学特性。
③ 具有电学特性。 ④ 具有生物功能。
碳化硅金刚石切割片
二氧化硅光导纤维
硅芯片
输送药物的纳米材料
硅单质
(1)单质硅的性质
硅在第三周期、第ⅣA族，处于金属与非金属的过度位置，其单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。高纯度硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。
(2)自然界中的硅元素
硅是一种亲氧元素，在自然界中无游离态，以化合态存在，主要以硅酸盐(如地壳中的大多数矿物)和氧化物SiO2(如水晶、玛瑙)的形式存在。
一、硅单质
高纯硅的制备
【资料卡片】
工业上制备高纯硅，一般要先制得纯度为98%左右的粗硅，在一起为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯氢硅（SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅
一、硅单质
高纯硅的制备
硅的用途
1、概述
硅有晶体和无定形两种 ，晶体硅是一种空间无限延伸的立体网状结构
硅单质—良好的半导体材料
一、硅单质
2、晶体硅的物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃）、硬度大 、有脆性。
3、化学性质
常温下化学性质不活泼。仅能与氟气、氟化氢、NaOH溶液发生反应
Si + 2F2 === SiF4
Si + 2NaOH + H2O === Na2SiO3 + 2H2↑
Si + 4HF === SiF4↑+2H2↑
加热时,硅能与氧气、氯气等反应,也能与碳反应
Si + O2 === SiO2
点燃
Si + 2Cl2 === SiCl4
△
Si + C === SiC
高温
4.硅和二氧化硅的用途
①高纯硅广泛用于_____技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制造_____和_____________等。
②SiO2用于生产_________。
信息
芯片
硅太阳能电池
光导纤维
二氧化硅
一、二氧化硅
1.结构
立体网状结构
SiO2晶体中没有SiO2分子存在，只存在硅氧原子。因此性质稳定
SiO2是由Si和O按1 ： 2的比例组成的立体空间网状结构。
注意
1molSiO2含有多少硅氧键？
以硅为研究对象，1molSiO2含有1mol硅原子，1mol硅原子会形成4mol硅氧键
一、二氧化硅
2.物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水
3.化学性质：
☆.硅的最外层都是4个电子，不容易失也不容易得电子通常化学性质稳定。
☆.作为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性
☆.无限延伸的立体网状结构，结构稳定，性质稳定
（1）与碱反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
酸性氧化物
二氧化硅是硅酸的酸酐，但是二氧化硅不能与水反应生成硅酸
【注意】
（2）与碱性氧化物反应
SiO2＋CaO === CaSiO3
高温
（3）与盐反应
Na2CO3+SiO2 === Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2 === CaSiO3+CO2↑
高温
（4）弱氧化性
SiO2 + 2C === Si + 2CO↑
高温
（5）特性—亲氟性
SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
氢氟酸是唯一可以与之反应的酸
1、SiO2是否是两性氧化物？
玻璃中含有SiO2 ，HF可以用来刻蚀玻璃
思考
性 质 二氧化碳(CO2) 二氧化硅(SiO2)
CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+ CaO == CaSiO3
高温
——
——
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
碱性氧化物
与碱反应
与水反应
与氢氟
酸反应
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
CaCO3 +SiO2 === CaSiO3 + CO2↑
高温
高温
Na2CO3+CO2===2NaHCO3
CaCO3 +CO2 === Ca(HCO3)2
与盐反应
二氧化硅与二氧化碳的性质比较
一、二氧化硅
4.用途：
（1） 以二氧化硅为主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料
（2）用石英、玛瑙制作饰物
石英坩埚
玛瑙研钵
（3）制作玻璃及光学仪器
一、二氧化硅
4.用途：
玻璃仪器
（4）光纤制品的基本原料
试剂
二氧化硅
氢氧化钠溶液
氢氟酸
浓硫酸
试剂瓶
细口瓶，磨口塞
广口瓶
细口塑料瓶
细口瓶，橡皮塞
实验室有几种试剂，根据它们各自的性质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。
粉末状混合物 选择的试剂 选用的操作
(1) CaCO3(SiO2)
(2) NaCl(SiO2)
(3) SiO2(Fe2O3)
(4) SiO2(CaCO3)
(5) SiO2(NH4Cl)
可供选择的试剂：A.HCl　 B.NaOH　 C．氧气 D．水　E．二氧化碳
可选用的操作：①水洗　②加热　③高温灼烧　④过滤 ⑤结晶
B
D
④⑤
A
④
A
④
②
④
除杂