中小学教育资源及组卷应用平台 知识思维导图 第三节 无机非金属材料 课程学习目标 1．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。 2．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。 3．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。 【新知学习】 知识点01传统无机非金属材料 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。 一．硅酸盐材料 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 结构 特点 硅氧四面体 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 2.陶瓷 产品 主要原料 制备过程 生产应用 陶瓷 黏土 原料经高温烧结而成 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 3.玻璃和水泥 产品 主要原料 主要设备 主要成分 用途 普通 玻璃 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窑 Na2SiO3、 CaSiO3、SiO2 建筑材料、光学仪器、各种器皿、 高强度复合材料等 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 硅酸盐 和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土,大量用于建筑和水利工程 知识点02 硅 1.硅元素的存在 ①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 态形式存在。 二氧化硅 是硅最重要的化合物。 ②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、硅单质的存在形式与结构： 3、硅的性质： （1）物理性质: 色态：有金属光泽的灰黑色固体。（有金属光泽但不是金属） 熔点高(1410℃)硬度大、有脆性。 导电性：介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。 化学性质 硅原子最外层有4个电子,得失电子都较难,常温下,化学性质不活泼。 ①常温下,除与F2、氢氟酸和强碱溶液反应外,硅不与其他物质(如强酸和强氧化剂)反应。 与F2反应： Si+2F2=SiF4 与氢氟酸反应： Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ 与强碱反应： Si+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2↑ Si是能与NaOH反应放出氢气的的非金属单质，Al是能与碱放出氢气的金属单质，主观题可以此为突破口来解答。 ②加热时，硅可以与氧气、氯气、碳等发生化合反应。 与氧气反应： Si+O2SiO2 与氯气反应： Si+2Cl2SiCl4 与碳反应： Si+CSiC 4.硅的工业制法及提纯 涉及的化学方程式： ①SiO2+2C Si+2CO↑ ②Si+3HCl SiHCl3+H2 ③SiHCl3+H2 Si+3HCl （3）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。 知识点03二氧化硅 二氧化硅的存在： 2.二氧化硅中每个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 。 3.二氧化硅的物理性质： 纯净的二氧化硅是无色透明的、熔沸点高、硬度大、不导电、不溶于水。 4.二氧化硅的化学性质： 稳定性： 二氧化硅化学性质不活泼，通常情况下不与水、酸（氢氟酸除外）反应。 酸性氧化物的通性： 与碱反应： SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O 与碱性氧化物反应： SiO2+CaOCaSiO3 注意：氢氧化钠不可以用磨口玻璃瓶保存，同时石英坩埚不可加热或融化氢氧化钠。 弱氧化性： SiO2+CSi+2CO↑ 与某些盐反应： SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ SiO2+Na2CO3NaSiO3+CO2↑ 硅酸的酸性弱于碳酸，但是二氧化硅 ... ...
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