5.3无机非金属材料-同步备课课件(共19张PPT)（人教版2019必修第二册）

(共19张PPT)
第三节 无机非金属材料
第五章 化工生产中的
重要非金属元素
01
学习目标
CONTENT
硅酸盐材料
02
新型无机非金属材料
陶瓷、玻璃、水泥，在日常生活中随处可见
你知道它们的主要成分是什么吗？
无机非金属材料
传统无机非金属材料：
新型无机非金属材料
硅酸盐材料
硅氧四面体结构
硅氧四面体的特殊性：
硬度高、
难溶于水、
耐高温/腐蚀
性质稳定
一、传统无机非金属材料
陶瓷
水泥
硅酸盐
材料
黏土和石灰石
【生产原料】
黏土
玻璃
纯碱、石灰石
石英砂SiO2
梦幻巴黎
Na2SiO3 、CaSiO3 、 SiO2
硅酸盐
硅酸盐
Na2CO3+SiO 2 = Na2SiO3+CO2↑
高温
硅酸钠(Na2SiO3)
白色固体，具有黏合性，可溶于水。
是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
Na2SiO3水溶液俗称：
水玻璃
Na2SiO3
二、新型无机非金属材料
1、硅
计算机芯片
第 ____ 周期
第 ____ 族
IVA
三
单质的导电性：
介于导体与绝缘体之间
应用最广泛的半导体材料
处于金属与非金属的过度位置
1) 存在形式
二、新型无机非金属材料
1、硅
硅酸盐：
地壳中大多数矿物
氧化物：
水晶、玛瑙 等
晶体硅中的杂质会影响导电性能，如何制备高纯硅呢？
——有亲氧性，以化合态存在
二、新型无机非金属材料
1、硅
2) 硅的制备
工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅
SiO2＋2C ＝ Si(粗)＋2CO↑ ①
高温
SiHCl3 ＋H2 ＝ Si(纯)＋3HCl ③
高温
Si(粗)＋2HCl＝SiHCl3 + H2 ②
▲
二、新型无机非金属材料
1、硅
3) 化学性质
Si＋2F2＝SiF4
Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑
Si＋4HF＝SiF4 ↑ ＋2H2↑
1、硅
4) 硅的用途
光伏电站
硅太阳能电池
二、新型无机非金属材料
计算机芯片
二、新型无机非金属材料
2. 二氧化硅
——酸性氧化物
+ 碱性氧化物：
+ 碱：
+ 盐：
1) 化学性质
SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O
SiO 2+ Na2CO3 = Na2SiO3+CO2↑
高温
SiO2+ CaO = CaSiO3
高温
与氢氟酸HF反应
——常用于雕刻玻璃
SiO2 +4HF＝SiF4↑ + 2H2O
2. 二氧化硅
特性：
1) 化学性质
二、新型无机非金属材料
2. 二氧化硅
光导纤维
石英坩埚
玛瑙
水晶
SiO2的用途
建筑材料
玻璃
二、新型无机非金属材料
3、新型陶瓷
SiC陶瓷轴承
耐高温结构材料
耐高温半导体材料
高温结构陶瓷
压电陶瓷
透明陶瓷
超导陶瓷
SiC陶瓷
在光、热、电、磁学等方面有新的特性和功能
【SiC】
俗称：金刚砂
二、新型无机非金属材料
4、碳纳米材料
富勒烯
代表物：C60
碳纳米管
石墨片层卷成的管状物
石墨烯
单层石墨
溶解度很小，是一种弱酸，
酸性弱于碳酸，不能使指示剂变色
——硅酸( H2SiO3 )
1、物理性质
【拓展】
硅胶用途：做干燥剂
——硅酸( H2SiO3 )
2、化学性质
【拓展】
3、制备
不稳定性
H2SiO3 = SiO2 + H2O
▲
原理：强酸 制 弱酸
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 (胶体) + 2NaCl
Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3(胶体) + Na2CO3
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