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

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料备课ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了灰石和石，SiO2，黏土和，石灰石，氧化物，和硅酸，第三周，ⅣA族，2单质硅的制备，新型陶瓷等内容，欢迎下载使用。

一、 硅酸盐材料1．无机非金属材料
2．传统无机非金属材料
【微思考】普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗？
提示：由原料和玻璃的成分及反应条件“熔融”，可知反应的化学方程式为SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑，SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑。
二、新型无机非金属材料1．硅和二氧化硅（1）硅元素的存在与结构
【微思考】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：不能。比较氧化性、还原性的强弱，必须是在通常情况下发生的反应，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。
（3）硅和二氧化硅的用途
3．碳纳米材料碳纳米材料在_________________等领域有着广阔的应用前景。
【情境·思考】从陶瓷材料发展的历史来看，经历了三次飞跃。由陶器进入瓷器这是第一次飞跃；由传统陶瓷发展到精细陶瓷是第二次飞跃；精细陶瓷粉体的颗粒较大，属微米级（10-6 m），用新的制备方法把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级，用这种超细微粉体粒子来制造陶瓷材
材料，得到新一代纳米陶瓷，这是陶瓷材料的第三次飞跃。纳米陶瓷具有延展性，有的甚至出现超塑性。纳米陶瓷被称为21世纪陶瓷。
试分析传统无机非金属材料和新型无机非金属材料各有什么优点？
提示：传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较：传统无机非金属材料具有性质稳定、抗腐蚀、耐高温等优点，但质脆，经不起热冲击。新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如：强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。
知识点　二氧化碳与二氧化硅的性质比较【重点释疑】二氧化碳与二氧化硅的性质比较
【知识拓展】硅及其化合物性质的“九大反常”（1）碳族元素的主要化合价一般是+2、+4价，而硅常见的是+4价。（2）硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从SiO2中还原出硅。（3）非金属单质与强碱反应一般不生成氢气，而硅却能与强碱溶液反应产生氢气。
（4）非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成（类似于较活泼金属与酸的置换反应），Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。（5）SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。（6）非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点却很高。
（7）酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2却能与氢氟酸作用。SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。（8）无机酸一般易溶于水，而H2SiO3却难溶于水。（9）因H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3，但在高温下Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑也能发生。
【思考·讨论】　（1）盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞，你知道这是为什么吗？ 提示：试剂瓶的瓶塞一般是毛玻璃，易与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液，从而使瓶塞与瓶壁黏合在一起而难以打开，所以盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞。
（2）SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为SiO2属于两性氧化物吗？ 提示：SiO2不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应，但并不生成盐和水。
【案例示范】【典例】（2019·嘉兴高一检测）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↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
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
【解题指南】解答本题应注意以下3点：（1）CO2和SiO2在性质上既有一定的相似性又具有差异性。（2）由于SiO2和HF反应是SiO2的特殊性质，SiO2与其他酸不反应，所以SiO2不是两性氧化物。（3）SiO2、CO2与C反应时SiO2、CO2均表现氧化性。
【解析】选C。CO2和SiO2都是酸性氧化物、化学性质相似，但物理性质差别很大，A项错误；硅酸的酸性比H2CO3弱，反应之所以发生，是因为CO2为气体，可以脱离反应体系，B项错误；CO2和SiO2与C反应时都作氧化剂，C项正确；SiO2与HF反应时生成的SiF4不是盐，所以SiO2不是两性氧化物，D项错误。
【母题追问】（1）利用化学方程式说明碳酸和硅酸的酸性强弱。提示：向硅酸钠溶液中通入CO2气体，发生反应Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3，根据“较强酸制较弱酸”的原理，可知碳酸的酸性比硅酸强。
（2）C项发生的反应中碳的作用是否相同？提示：相同。反应C+CO2 2CO、2C+SiO2 Si+2CO↑中碳都作还原剂。
【迁移·应用】　2018年 11月5日至7日，世界光纤光缆大会在杭州举行。本次大会以“一个光纤连接的智能世界”为主题，围绕“全球光纤光缆供需走势”、“5G和物联网带来的需求展望”、“一带一路”倡议和“智能制造”等热点议题展开深入讨论与交流。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
【解析】选C。A项，CO2与水反应，SiO2不与水反应，也不溶于水；B项，SiO2能与HF反应，但CO2不与酸反应；C项，SiO2、CO2均能与NaOH溶液反应：SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O，CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O；D项，水晶是纯净的SiO2，SiC俗称金刚砂。
【补偿训练】1．（2019·兰州高一检测）下列关于二氧化硅的叙述不正确的是（　　）①光导纤维主要成分是SiO2，故SiO2可以导电　②能跟强碱反应，但不能与水反应　③SiO2的熔、沸点较低　④既不是酸性氧化物，又不是碱性氧化物A．②和③　B．①③④　C．②和④　D．只有④
【解析】选B。光导纤维只能对光传导；SiO2熔、沸点很高；虽然SiO2不溶于水，但它仍然是酸性氧化物，它是H2SiO3的酸酐。
2．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法正确的是（　　）A．水晶项链是硅酸盐制品B．硅单质广泛用于光纤通讯C．利用盐酸刻蚀石英制作艺术品D．水泥、玻璃、陶瓷属于传统无机非金属材料
【解析】选D。水晶项链主要成分是二氧化硅，A错；光纤是由二氧化硅制造而成的，B错；石英中的二氧化硅不与盐酸反应，C错。
3．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是（　　）A．其氧化物都能与NaOH溶液反应B．其单质在加热时都能跟O2反应C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸D．碳和硅两种元素共有两种单质
【解析】选B。CO与NaOH溶液不反应，A错误；SiO2与水不反应，C错误；碳有多种同素异形体，D错误。
【素养提升】 “玛瑙”早期被书写成“马脑”。因“色如马脑，故从彼名”。自佛经传入中国后，翻译人员考虑到“马脑属玉石类”，于是巧妙地译成“玛瑙”。
玛瑙的主要成分为二氧化硅，由于与水化二氧化硅（硅酸）交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属，颜色可从极淡色以至暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸（H2SiO3）？
提示：二氧化硅不与水反应，故应先与碱（如NaOH溶液）反应生成硅酸盐，再与酸（如盐酸）反应生成硅酸。