高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料公开课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料公开课ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了考纲要求，硅酸盐材料，玻璃和水泥，硅和二氧化硅，涉及的化学方程式，其它新型陶瓷等内容，欢迎下载使用。
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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。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。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。
人类使用的材料除了金属材料，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。
传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。
1.硅酸盐的结构、特点
二．新型无机非金属材料
（1）硅元素的存在硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，在地壳中含量居第二位。硅是一种亲氧元素，其在自然界中总是与氧相互化合，自然界中以化合态形式存在。二氧化硅是硅最重要的化合物。硅原子和碳原子最外层电子数为4个，它们既难失去电子，也难得到电子，其中碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
（2）硅的工业制法及提纯
硅的用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片
（3）二氧化硅（SiO2）SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，天然SiO2存在形态有结晶形和无定型形两大类。石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分是SiO2。
【拓展】二氧化硅结构和性质二氧化硅中每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角； 许多个这样的四面体又通过顶角的O相连，每个O与 2个Si相结合，二氧化硅晶体中Si和O按1:2的比例组成立体网状结构的晶体，二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。
SiO2的化学性质：①不与水、一般的酸反应②具有酸性氧化物的通性分别写出SiO2与CaO、NaOH、溶液反应的化学方程式：与Na2CO3反应：固体高温条件下
③特性：与氢氟酸反应，化学方程式为： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
二氧化硅的用途：①沙子是基本的建筑材料。②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料， 可以制作光导纤维。③实验室中使用的石英坩埚。④水晶和玛瑙制作饰物和工艺品。
【思考】实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而为什么不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）氢氧化钠与二氧化硅反应生成硅酸钠，使瓶口黏结无法打开
2.新型陶瓷新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。如碳化硅(化学式SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构，硬度很大、优异的高温抗氧化性能，用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料。
3.碳纳米材料(1)富勒烯:由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其代表物为C60。(2)碳纳米管:由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能,可用于生产复合材料、电池和传感器等。(3)石墨烯:只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,其电阻率低、热导率高，具有很高的强度，应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料。
4.特殊功能的含硅材料：①含4%硅的硅钢具有导磁性，主要用作变压器的铁芯；②人工合成的硅橡胶是最好的既耐高温又耐低温的橡胶， 用于火箭、飞机、导弹的零件和绝缘材料；③人工制造的分子筛，主要用作吸附剂和催化剂。
【典例1】 下列叙述正确的是(　　)A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似B．因为CaCO3＋SiO2===CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸酸性比碳酸强C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物【答案】C
【典例2】（2021·黑龙江·牡丹江市第十五中学高一期中）下列关于硅的说法不正确的是A．硅在地壳中的含量仅次于氧B．硅在自然界中既有化合态，又有游离态C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片D．硅单质的导电能力介于导体和绝缘体之间【答案】B
【典例3】 光缆的主要成分为SiO2。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【答案】C
【典例4】单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，其功能远比我们想象的要大得多，这对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为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【答案】D
【典例5】由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列说法中错误的是A．①②③均属于氧化还原反应B．H2和HCl均可循环利用C．SiO2是一种坚硬难熔的固体D．X为CO2【答案】D