《新教材适用2023_2024学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第3节无机非金属材料课件新人教版必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材适用2023_2024学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第3节无机非金属材料课件新人教版必修第二册（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章化工生产中的重要非金属元素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1通通过过查查阅阅资资料料，了了解解传传统统无无机机非非金金属属材材料料的的原原料料、成成分分，认认识识无机非金属材料在生产中的应用。无机非金属材料在生产中的应用。2通通过过硅硅、二二氧氧化化硅硅的的结结构构及及性性质质的的学学习习，认认识识硅硅单单质质、二二氧氧化化硅在生产中的应用。硅在生产中的应用。3通通过过新新型型无无机机非非金金属属材材料料的的学学习习，认认识识新新型型无无机机非非金金属属材材料料在在生产中的应用生产中的应用。1能能从从二二氧氧化化硅硅、二二氧氧化化碳碳的的结结构构的的角角度度分分析析两
2、两者者性性质质的的差差异异，形成形成“结构决定性质结构决定性质”的观念。的观念。2能通过无机非金属材料的学习，认识化学对社会发展的重要贡能通过无机非金属材料的学习，认识化学对社会发展的重要贡献，具有可持续发展意识，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的献，具有可持续发展意识，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。价值判断。随随堂演练堂演练知识落实知识落实1无机非金属材料无机非金属材料从从组组成成上上看看，许许多多无无机机非非金金属属材材料料多多含含_、_等等元元素素，具具有有_、_、_等等 特特 点点，以以 及及 特特 殊殊 的的 _、_等性能，应用于等性能，应用于_、_领域，领域，
3、_领域，新能源领域领域，新能源领域。一、硅酸盐材料一、硅酸盐材料硅硅氧氧耐高温耐高温抗腐蚀抗腐蚀硬度高硬度高光学光学电学电学航空航空航天航天信息信息2硅酸盐及其结构硅酸盐及其结构(1)硅酸盐的结构硅酸盐的结构在在硅硅酸酸盐盐中中，Si和和O构构成成了了硅硅氧氧_结结构构，Si在在中中心心，O在在四四面面体体的的4个个顶顶角角，许许多多这这样样的的四四面面体体通通过过顶顶角角的的O相相互互连连接接，即即每每个个Si结结合合_个个O，每个，每个O结合结合_个个Si。(2)硅酸盐的特性硅酸盐的特性硅硅氧氧四四面面体体结结构构的的特特殊殊性性，决决定定了了硅硅酸酸盐盐材材料料大大多多具具有有硬硬度度_
4、、_溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。四面体四面体42高高难难(3)硅酸钠硅酸钠(俗名泡花碱俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐是一种最简单的硅酸盐硅硅酸酸钠钠易易溶溶于于水水，其其水水溶溶液液俗俗称称水水玻玻璃璃，具具有有黏黏结结力力强强、耐耐高高温温等特性，常用作黏合剂和防火剂。等特性，常用作黏合剂和防火剂。硅硅酸酸钠钠溶溶液液与与盐盐酸酸反反应应生生成成硅硅酸酸(H2SiO3)沉沉淀淀，其其离离子子方方程程式式是是_。少少量量的的二二氧氧化化碳碳通通入入硅硅酸酸钠钠溶溶液液中中，反反应应的的离离子子方方程程式式是是_。3常见的硅酸盐材料常见的硅酸盐材料陶瓷陶瓷普通玻璃
5、普通玻璃普通水泥普通水泥原料原料_、_、_主要原料：主要原料：_，辅助原料：适量，辅助原料：适量的石膏的石膏设备设备陶瓷窑陶瓷窑_黏土黏土纯碱纯碱(Na2CO3)石灰石石灰石(CaCO3)石英砂石英砂(SiO2)石灰石石灰石、黏土黏土玻璃窑玻璃窑水泥水泥回转窑回转窑陶瓷陶瓷普通玻璃普通玻璃普通水泥普通水泥主要主要成分成分含水的铝含水的铝硅酸盐硅酸盐硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)、硅、硅酸钙酸钙(CaSiO3)、二氧、二氧化硅化硅(SiO2)硅酸三钙硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙硅酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙铝酸三钙(3CaOAl2O3)用途用途建筑材料、建筑材料、绝缘材料、绝缘
6、材料、日用器皿、日用器皿、卫生洁具等卫生洁具等建筑材料、光学仪器、建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃各种器皿、制造玻璃纤维等纤维等大量用于大量用于建筑建筑和和水利工程水利工程正正|误误|判判|断断(1)硅酸盐结构较为复杂，大多难硅酸盐结构较为复杂，大多难溶于水，化学性质稳定。溶于水，化学性质稳定。()(2)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合。硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合。()(3)水水泥泥与与玻玻璃璃的的共共同同原原料料是是石石灰灰石石，水水泥泥与与陶陶瓷瓷的的共共同同原原料料是是黏黏土土。()(4)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行。陶瓷、玻璃、水泥的生产
7、都需要在高温下进行。()(5)玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化。玻璃和水泥生产中都发生复杂的物理和化学变化。()深深|度度|思思|考考根根据据制制备备玻玻璃璃的的原原料料(纯纯碱碱、石石灰灰石石、石石英英砂砂)和和玻玻璃璃的的成成分分(Na2SiO3、CaSiO3和和SiO2)，思考制备玻璃的化学方程式。，思考制备玻璃的化学方程式。纯碱石英纯碱石英Na2SiO3：_。石灰石石英石灰石石英CaSiO3：_。应应|用用|体体|验验1.陶陶瓷瓷版版“冰冰墩墩墩墩”和和“雪雪容容融融”均均产产自自中中国国陶陶瓷瓷之之乡乡，下下列列说说法法错误的是错误的是()A陶瓷、玻璃和水泥均属于无机非金属
8、材料陶瓷、玻璃和水泥均属于无机非金属材料B陶瓷版陶瓷版“冰墩墩冰墩墩”上黑色涂料的主要成分为上黑色涂料的主要成分为Fe2O3C陶瓷可用于日用的器皿、建筑材料等陶瓷可用于日用的器皿、建筑材料等D陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成陶瓷是以黏土及天然矿物岩为原料，经加工烧制而成的的B解解析析：水水泥泥、玻玻璃璃、陶陶瓷瓷均均属属于于无无机机非非金金属属材材料料，故故A正正确确；Fe2O3是是红红棕棕色色物物质质，而而陶陶瓷瓷版版“冰冰墩墩墩墩”上上为为黑黑色色涂涂料料，故故不不是是氧氧化化铁铁，故故B错错误误；陶陶瓷瓷可可用用于于日日用用的的器器皿皿、建建筑筑材材料料等等，故故C正正确确
9、；陶陶瓷瓷是是以以黏黏土土及及天天然然矿矿物物岩岩为为原原料料，经经加加工工烧烧制制发发生生复复杂杂的的化化学学反反应应而而制制成成的的，故故D正确正确。2世世博博会会中中国国馆馆“东东方方之之冠冠”由由钢钢筋筋混混凝凝土土、7000多多块块铝铝板板和和1200多块玻璃等建成。多块玻璃等建成。(1)生生产产硅硅酸酸盐盐产产品品水水泥泥和和普普通通玻玻璃璃都都需需要要用用到到的的主主要要原原料料是是_。制备普通玻璃的主要反应的化学方程式为。制备普通玻璃的主要反应的化学方程式为_。由由方方程式程式_(填填“能能”或或“不能不能”)判断出酸性判断出酸性H2SiO3H2CO3。石灰石石灰石CaCO3S
10、iO2不能不能(2)作作场场馆馆建建筑筑材材料料黏黏合合剂剂和和防防火火剂剂的的硅硅酸酸钠钠(俗俗名名泡泡花花碱碱)是是一一种种最最简单的硅酸盐。简单的硅酸盐。硅硅酸酸钠钠在在空空气气中中易易与与二二氧氧化化碳碳和和水水生生成成硅硅酸酸(H2SiO3)沉沉淀淀，其其离离子子方方程程式式：_。由由此此得得出出酸酸性性：H2SiO3_(填填“”或或“”)H2CO3。硅酸钠和盐酸反应的离子方程式：硅酸钠和盐酸反应的离子方程式：_。(3)博博物物馆馆陈陈列列着着大大量量明明清清砖砖瓦瓦和和精精美美瓷瓷器器(婺婺州州窑窑)，婺婺州州窑窑瓷瓷器器胎胎体体的的原原料料为为高高岭岭土土AlnSi2O5(OH)
11、4。下下列列说说法法正正确确的的是是_(填填字字母母)。A古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品B高岭土为含水的铝硅酸盐高岭土为含水的铝硅酸盐Cn3D我国在新石器时代已能烧制陶器我国在新石器时代已能烧制陶器 ABD1硅和二氧化硅硅和二氧化硅(1)硅硅硅硅位位于于元元素素周周期期表表第第_周周期期、第第_族族，正正好好处处于于金金属属与与非非金金属属的的过过渡渡位位置置，其其单单质质的的导导电电性性介介于于导导体体与与绝绝缘缘体体之之间间，是是应应用用最最广广泛泛的的_材料。硅在自然界主要以材料。硅在自然界主要以_和和_的的形式存在形式存在。二、新型无机非金属材料二、新型无
12、机非金属材料三三A半导体半导体硅酸盐硅酸盐氧化物氧化物(2)高纯硅的制备高纯硅的制备其中涉及的主要化学反应为其中涉及的主要化学反应为_；_；_。(3)硅和二氧化硅的用途硅和二氧化硅的用途高高纯纯硅硅广广泛泛用用于于_技技术术和和新新能能源源技技术术等等领领域域。利利用用其其半半导导体体性能可以制造性能可以制造_和和_等。等。SiO2用于生产用于生产_。信息信息芯片芯片硅太阳能电池硅太阳能电池光导纤维光导纤维2新型陶瓷新型陶瓷新型材料新型材料成分成分性能性能主要应用主要应用金刚砂金刚砂_硬度硬度_、耐、耐_、抗氧化、抗氧化磨料、耐高温结构磨料、耐高温结构材料、耐高温半导材料、耐高温半导体材料体材
13、料高温高温结构结构陶瓷陶瓷碳化硅、氮化硅、碳化硅、氮化硅、金属氧化物金属氧化物耐耐_、抗氧、抗氧化、化、耐耐_用于火箭发动机、用于火箭发动机、汽车发动机和高温汽车发动机和高温电极材料等电极材料等碳化碳化硅硅(SiC)大大高温高温高温高温磨蚀磨蚀新型材料新型材料成分成分性能性能主要应用主要应用压电压电陶瓷陶瓷钛酸盐、锆酸盐等钛酸盐、锆酸盐等能实现能实现_能能和和_能的相互能的相互转化转化用于滤波器、扬声器、用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火超声波探伤器和点火器等器等透明透明陶瓷陶瓷氧化铝、氧化钇等氧氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷；氮化化物透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化铝、氟化钙等非氧化物透
14、明陶瓷物透明陶瓷具有优异的光学具有优异的光学性能、耐高温、性能、耐高温、_好好用于高压钠灯、激光用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等器、高温探测窗等超导超导陶瓷陶瓷临界温度下具有临界温度下具有超导性超导性用于电力、交通、医用于电力、交通、医疗等领域疗等领域机械机械电电绝缘性绝缘性3.碳纳米材料碳纳米材料概念概念性能性能用途用途富勒富勒烯烯由由_构成的一构成的一系列笼形分子的总称，系列笼形分子的总称，如代表物如代表物_制碳纳米材料制碳纳米材料碳纳碳纳米管米管由由_卷成卷成的管状物，具有纳米的管状物，具有纳米尺度的直径尺度的直径比表面积大，比表面积大，有相当高的有相当高的_和优良和优良的的_性能性能
15、生产复合材料、生产复合材料、电池和传感器等电池和传感器等碳原子碳原子C60石墨片层石墨片层强度强度电学电学概念概念性能性能用途用途石墨石墨烯烯_厚厚度的单层石墨度的单层石墨电阻率电阻率_、热导率、热导率_，具有很高的强度，具有很高的强度在光电器件、超在光电器件、超级电容器、电池、级电容器、电池、复合材料等方面复合材料等方面的应用研究正在的应用研究正在不断深入不断深入只有只有一个碳原一个碳原子子直径直径低低高高正正|误误|判判|断断(1)金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异形体。金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异形体。()(2)富勒烯和石墨烯完全燃烧的产物都是二氧化碳。富勒烯和石墨烯完全燃烧的产物
16、都是二氧化碳。()提提示示：不不能能。硅硅的的还还原原性性比比碳碳强强，而而碳碳在在高高温温下下却却能能从从SiO2中中还还原原出硅出硅。应应|用用|体体|验验全全国国一一体体化化大大数数据据中中心心体体系系完完成成总总体体布布局局设设计计，“东东数数西西算算”工工程程正正式式全全面面启启动动。对对中中国国半半导导体体产产业业，“东东数数西西算算”工工程程同同样样意意义义重重大大，“中国芯中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。回答下列问题。的发展离不开高纯单晶硅。回答下列问题。(1)高高纯纯硅硅的的制制备备：SiO2Si(粗粗)，SiSiHCl3，SiHCl3Si(纯纯)，三步反应均为氧化还原反应吗？三步反应均为氧化还原反应吗？(2)如何解释在半导体工业中有这样一句行话：如何解释在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户从沙滩到用户”？答案：答案：(1)根据硅的价态判断，均为氧化还原反应。根据硅的价态判断，均为氧化还原反应。(2)粗粗硅硅制制备备的的原原料料为为来来自自沙沙滩滩的的沙沙子子，沙沙子子的的成成分分为为SiO2，粗粗硅硅提提纯得到纯硅，广泛用于制备半导体材料、芯片纯得到纯硅，广
