高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料教案配套ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料教案配套ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了书写原则等内容，欢迎下载使用。
材料按照化学组成和特性来分：
塑料、合成橡胶、合成纤维
耐高温、抗腐蚀、硬度高特殊的光学、电学等性能
日常生活应用 航空航天领域新能源领域 信息领域
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，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。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。
从奢侈品到渗入文明世界每一个角落平价商品——玻璃的秘密
普通玻璃： 原料 纯碱、石灰石、石英砂（SiO2）
主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
资料卡片 含Pb原料制造光学玻璃，制造眼镜、照相机、光学仪器透镜。 加入硼酸盐制耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器。 加一些金属氧化物或盐可得到彩色玻璃，用于建筑和装饰。
用途 建筑材料、光学仪器、器皿、玻璃纤维等
氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应生成SiF4和H2O。请写出该反应的化学方程式。
为什么可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃？
未来已来——玻璃构成的一天
学习任务一　传统的无机非金属材料
【阅读课本19页、20页回答下列问题】1、传统无机非金属材料多为什么材料？有哪些？2、硅酸盐材料有什么共性？从结构上看原因是什么？3、传统无机非金属材料主要成分是什么？各有什么性能和用途4、工业上生产三大硅酸盐材料用的原料、设备和生产条件各是什么？
传统的无机非金属材料--硅酸盐材料
易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色黏稠的液体，黏性很强。
硅酸钠水溶液呈碱性，易吸收空气中CO2而变质
Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3
① Na2SiO3溶液（水玻璃）——木材防火、黏胶剂等
普通玻璃 Na2CaSi6O14
石棉 Mg3CaSi4O12
黏土 Al2Si2H4O9
长石 K2Al2Si6O16
怎样将它们的化学式改写得简单一点?
二、硅酸盐的表示方法：
如：硅酸钠：Na2SiO3 硅酸钙：CaSiO3
用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成
1、化学式法（表示组成简单的硅酸盐）
2、氧化物法（表示复杂的硅酸盐）
如：硅酸钠：Na2O · SiO2
硅酸钙： CaO · SiO2
Al2O3·2SiO2·2H2O
CaMg3Si4O12：
CaO·3MgO·4SiO2
Al2(Si2O5)(OH)4：
K2O·Al2O3·6SiO2
各元素原子总个数比符合原来的组成，分数化整金属氧化物 · 二氧化硅 · 水按金属活动顺序表依次排列
黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
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。
三、传统的三大硅酸盐产品
瓷 器
Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
玻璃无固定的熔沸点，在一定温度范围内软化。
水泥、沙子和碎石等与水混合
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。
2.关于水泥的认识(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。
纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）
Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维用于高强度复合材料
黏土和石灰石以及其他辅料
大量用于建筑和水利工程
【微思考1】生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂(主要成分为SiO2),而玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2,那么在生产过程中发生了怎样的反应?试写出反应的化学方程式。
【微思考2】为什么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？
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。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
学习任务二　新型无机非金属材料
看到计算机的芯片，传导电话的光缆，化学实验的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物材料制成的吗？除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外，你还知道其他无机非金属材料吗？让我们走进教材一起学习无机非金属材料。
【阅读课本21、22页回答问题】1、画出硅的原子结构示意图2、硅在周期表中的位置，在自然界中存在是怎样的？3、硅单质有什么特性4、通过阅读课本内容及资料卡片你能得出硅的哪些化学性？5、画出工业高纯硅的制备流程，写出相关反应方程式
硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
硅在地壳中含量仅次于氧，位于第二位
传统陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品，这些硅酸盐产品都具有哪些特点？
SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。例如SiO2与NaOH反应可生成Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用做黏合剂和防火剂，实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞，请解释原因，并写出相关反应的化学方程式。
根据以往所学、本节内容，尝试总结SiO2的化学性质。
工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅
工业上利用焦炭与SiO2在高温下反应制备粗硅，由此能否说明碳的还原性大于硅？
提示：氧化性、还原性的强弱，必须是在通常的情况下发生的反应，上述反应是在高温条件下发生的，故不能比较还原性的强弱。
硅晶片是生产芯片的基础材料
Si导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料
2.利用高纯硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转换成电能
3.含硅4％的硅钢具有导磁性
4.硅橡胶既耐高温又耐低温保持良好弹性
5.分子筛均匀微孔结构吸附剂 、催化剂
（1）陶瓷 （2）玻璃 （3）水泥
二、新型无机非金属材料