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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
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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26页。PPT课件主要包含了兵马俑，天津大剧院，珠港澳大桥，含铅的光学玻璃，加入硼酸盐的玻璃仪器，三峡大坝，高纯硅的制取和用途，硅单质的用途，太阳能电池，硅芯片等内容，欢迎下载使用。
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
一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料
硅酸盐：组成：硅、氧与其他金属元素结合而成的 化合物的总称。结构：Si和O构成了硅氧四面体特点：硬度高、熔点高、难溶于水、 化学性质稳定、耐腐蚀
1.陶瓷
主要原料：黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）特点：抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘用途：建筑材料、绝缘材料、日常器皿、卫生洁具
2.玻璃
主要原料：纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）生产设备：玻璃窑反应原理：SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 ↑ SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2特点：无固定熔点，在一定温度范围内软化， 可加工成玻璃制品用途：建筑材料、光学仪器、各种器皿、 还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料
加入金属氧化物的彩色玻璃
3.水泥
主要原料：黏土和石灰石生产设备：水泥回转窑用途：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
（1）原子结构：如左图（2）元素周期表位置：第3周期， 第ⅣA族，正好处于金属与非金属 的过渡位置（3）性能：单质的导电性介于导体和 绝缘体之间，是应用广泛 的半导体材料
二、新型无机非金属材料
Si在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。Si是一种亲氧元素，在自然界中没有游离态。
粗硅的制备 SiO2 + 2C Si + 2CO↑ 粗硅
粗硅变纯硅 Si + 3HCl SiHCl3 + H2
SiHCl3 + H2 Si + 3HCl
物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大 ，不导电
a.酸性氧化物 ①与碱溶液反应：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
已知：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性， 可以用作黏合剂和防火剂。思考：实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，还是玻璃塞？为什么？
回答：应使用橡胶塞。 因为玻璃中含有SiO2，与NaOH溶液反应生成的Na2SiO3的 水溶液有黏性，会将玻璃塞与瓶口内侧发生粘连而无法打开。
a.酸性氧化物 ①与碱溶液反应： SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O ②与碱性氧化物反应：SiO2 + CaO CaSiO3 ③与某些盐反应： SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 ↑ SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑ 以上两个反应为工业制玻璃的主要反应
b.特性 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。想一想为什么可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃？氢氟酸用什么样的试剂瓶存放？
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
玻璃中有SiO2，可与氢氟酸反应而使部分玻璃溶解，使玻璃表面呈现磨砂状。
氢氟酸应该用塑料瓶盛装
光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率
碳化硅（SiC）俗称金刚砂硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料还具有优异的高温抗氧化性能，可以用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
例.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑密色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、陶瓷和水泥均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是 （ ） A. 玻璃是人类使用最早的硅酸盐制品 B. 制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C. 硅酸盐制品的性质稳定，熔点较高 D. 石英砂和黏土的主要成分均为硅酸盐
例. 盛放下列试剂的试剂瓶能用磨口玻璃塞的是（ ） A. 氢氧化钠溶液 B. 盐酸 C. 硅酸钠溶液 D. 氢氟酸
例. 下列有关硅及其化合物用途的说法中，正确的是（ ） A. 二氧化硅是制造太阳能电池的主要原料 B.在电子工业中，硅是重要的半导体材料 C.光导纤维是高纯度的硅单质 D.可用石英坩埚加热氢氧化钠固体
例. 下列有关二氧化硅的说法中，正确的是（ ） A. 二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B. 二氧化硅既能与NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应， 所以二氧化硅是两性氧化物 C. 二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制作光缆 D. 二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时 发生反应
例. 下列有关无机非金属材料的说法错误的是（ ） A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4 B. 碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可制作耐高温轴承 C. 富勒烯C60是一种新型化合物 D. 超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零，可用于磁悬浮技术
课后作业： 书后习题p25 1～5
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
一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料
硅酸盐：组成：硅、氧与其他金属元素结合而成的 化合物的总称。结构：Si和O构成了硅氧四面体特点：硬度高、熔点高、难溶于水、 化学性质稳定、耐腐蚀
1.陶瓷
主要原料：黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）特点：抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘用途：建筑材料、绝缘材料、日常器皿、卫生洁具
2.玻璃
主要原料：纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）生产设备：玻璃窑反应原理：SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 ↑ SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2特点：无固定熔点，在一定温度范围内软化， 可加工成玻璃制品用途：建筑材料、光学仪器、各种器皿、 还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料
加入金属氧化物的彩色玻璃
3.水泥
主要原料：黏土和石灰石生产设备：水泥回转窑用途：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
（1）原子结构：如左图（2）元素周期表位置：第3周期， 第ⅣA族，正好处于金属与非金属 的过渡位置（3）性能：单质的导电性介于导体和 绝缘体之间，是应用广泛 的半导体材料
二、新型无机非金属材料
Si在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。Si是一种亲氧元素，在自然界中没有游离态。
粗硅的制备 SiO2 + 2C Si + 2CO↑ 粗硅
粗硅变纯硅 Si + 3HCl SiHCl3 + H2
SiHCl3 + H2 Si + 3HCl
物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大 ，不导电
a.酸性氧化物 ①与碱溶液反应：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
已知：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性， 可以用作黏合剂和防火剂。思考：实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，还是玻璃塞？为什么？
回答：应使用橡胶塞。 因为玻璃中含有SiO2，与NaOH溶液反应生成的Na2SiO3的 水溶液有黏性，会将玻璃塞与瓶口内侧发生粘连而无法打开。
a.酸性氧化物 ①与碱溶液反应： SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O ②与碱性氧化物反应：SiO2 + CaO CaSiO3 ③与某些盐反应： SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 ↑ SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑ 以上两个反应为工业制玻璃的主要反应
b.特性 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。想一想为什么可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃？氢氟酸用什么样的试剂瓶存放？
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
玻璃中有SiO2，可与氢氟酸反应而使部分玻璃溶解，使玻璃表面呈现磨砂状。
氢氟酸应该用塑料瓶盛装
光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率
碳化硅（SiC）俗称金刚砂硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料还具有优异的高温抗氧化性能，可以用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
例.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑密色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、陶瓷和水泥均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是 （ ） A. 玻璃是人类使用最早的硅酸盐制品 B. 制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂 C. 硅酸盐制品的性质稳定，熔点较高 D. 石英砂和黏土的主要成分均为硅酸盐
例. 盛放下列试剂的试剂瓶能用磨口玻璃塞的是（ ） A. 氢氧化钠溶液 B. 盐酸 C. 硅酸钠溶液 D. 氢氟酸
例. 下列有关硅及其化合物用途的说法中，正确的是（ ） A. 二氧化硅是制造太阳能电池的主要原料 B.在电子工业中，硅是重要的半导体材料 C.光导纤维是高纯度的硅单质 D.可用石英坩埚加热氢氧化钠固体
例. 下列有关二氧化硅的说法中，正确的是（ ） A. 二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B. 二氧化硅既能与NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应， 所以二氧化硅是两性氧化物 C. 二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制作光缆 D. 二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时 发生反应
例. 下列有关无机非金属材料的说法错误的是（ ） A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4 B. 碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可制作耐高温轴承 C. 富勒烯C60是一种新型化合物 D. 超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零，可用于磁悬浮技术
课后作业： 书后习题p25 1～5
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