化学人教版（2019）必修第二册5.3.2传统无机非金属材料（共26张ppt）

(共26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
课时2 传统无机非金属材料
贰
叁
知识导航
本节重难点
硅酸
壹
贰
传统无机非金属材料
叁
硅酸盐
课堂导入
硅胶是什么？为什么可以用作干燥剂呢？
透明小球是硅酸逐渐聚合而形成的胶体-硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
探究课堂
硅酸（H2SiO3）物理性质
颜色：白色
状态：胶状固体
溶解性：不溶于水
探究课堂
硅酸（H2SiO3）的制备
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3(胶体) + Na2CO3
结合碳酸的制备，硅酸的制备可以让SiO2和水反应制得吗？
二氧化硅难溶于水，又不与水反应，故实验室用可溶性硅酸盐与其他酸反应制备
强酸制弱酸
酸性强弱：盐酸 > 硅酸
酸性强弱：碳酸 > 硅酸
探究课堂
探究课堂
硅酸（H2SiO3）的化学性质
弱酸性：(酸性： HCl > H2CO3 > H2SiO3)
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)
Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3(胶体) + Na2CO3
不能使指示剂变色
不稳定性：（受热易分解）
H2SiO3 H2O + SiO2
加热
H4SiO4 H2O + H2SiO3
脱水
探究课堂
硅酸（H2SiO3）的用途
食品、药品的干燥剂
催化剂的载体
探究课堂
【例1】下列关于硅酸的说法正确的是(　　 )
A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得
B.用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质
C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D.硅胶可用作袋装食品的干燥剂
D
探究课堂
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。
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。
探究课堂
材料的分类
金属材料
材料
无机非金属材料
有机高分子材料
复合材料
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
(以硅酸盐材料为主)
探究课堂
硅酸盐的存在
硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中。
钾云母
K(Al3Si3O10)(OH)2
高岭石
Al2(Si2O5)(OH)4
橄榄石
Mg2SiO4
探究课堂
硅酸盐的定义与特点
（1）定义：由金属、硅、氧等元素形成的盐
（2）特点：
一般不溶于水(除Na、K盐外)，化学稳定性高。
（3）表示方法：
① 将硅酸盐中所有元素都写成氧化物
A 活泼金属氧化物 B 较活泼金属氧化物 C SiO2 D H2O
② 氧化物之间用“·”隔开
③ 在氧化物前面按化学式中的比例添加系数，计量数以整数书写
探究课堂
钾云母
K(Al3Si3O10)(OH)2
高岭石
Al2(Si2O5)(OH)4
橄榄石
Mg2SiO4
硅酸盐的表示方法
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
Al2O3·2SiO2·2H2O
2MgO ·SiO2
探究课堂
【例2】歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然於碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是( )
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．易溶解于强酸和强碱
D．x等于6
C
探究课堂
【例3】青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是(　　 )
A．青石棉是一种硅酸盐产品
B．青石棉能完全溶解在NaOH溶液中
C．青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原
B
探究课堂
三大传统硅酸盐材料
玻璃
水泥
陶瓷
探究课堂
玻璃
成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
原料：纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）
反应原理：
SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑
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加入元素或物质
含铅原料
硼酸盐
金属氧化物或盐
玻璃特性
用途
光学玻璃：透光性好、折射率高
耐化学腐蚀、耐温度急剧变化
彩色玻璃
制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜
制造可用于实验室使用的玻璃仪器
用于建筑和装饰
不同性能和用途的玻璃
光学玻璃
玻璃仪器
彩色玻璃
探究课堂
水泥
成分：硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)
原料：黏土和石灰石、适量石膏
反应原理：SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑
用途：水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程
探究课堂
陶瓷
成分：含水的铝硅酸盐
原料：黏土
用途：用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
反应原理：高温烧结而成
探究课堂
【阅读拓展】中国是瓷器的故乡，至宋代时，是瓷业最为繁荣的时期。当时的官窑、汝窑、哥窑、钧窑和定窑并称为宋代五大名窑。其中钧窑以“人窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。
官窑弦纹瓶
汝窑天蓝釉螭龙双耳瓶
哥窑贯耳瓶
钧窑紫红斑小盏
定窑刻花盘口壶
探究课堂
【例4】“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
C
探究课堂
【例5】《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“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．沙子和粘土主要成分为硅酸盐
B．“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化
C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
D．粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
A
课堂小结
定义、特性与书写方法
传统无机非金属材料
陶瓷
玻璃
水泥
（硅酸盐产品）
硅酸盐
硅酸
制备
物理性质
化学性质及用途
弱酸性
不稳定性
干燥剂和催化剂载体
强酸制弱酸
白色胶状固体，
不溶于水
谢谢观看
THANKS