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课件网) 5.3 无机非金属材料 年 级：高一年级 学 科：化学（人教版2019） 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。 在硅酸盐中，Si 和 O 构成了硅氧四面体 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 一、硅酸盐材料 【任务1】认识硅酸盐材料 1. 概念 由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物 2. 结构 3. 性质 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。 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 陶瓷 玻璃 水泥 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 产品 原料 主要设备 主要成分 用途 陶瓷 （使用最早） 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) Al2O3·2SiO2·2H2O 陶瓷窑 硅酸盐 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 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、适量石膏 水泥回转窑 硅酸盐 建筑和水利工程 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 [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 一、硅酸盐材料 【任务2】学习传统无机非金属材料 [思考] 如何制得具有不同性能和用途的玻璃？ 加入元素或物质 玻璃特性 用途 含铅原料 光学玻璃:透光性好,折射率高 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜 硼酸盐 耐化学腐蚀、耐温度急剧变化 制造可用于实验室使用的玻璃仪器 金属氧化物或盐 彩色玻璃 用于建筑和装饰 含量 存在形态 周期表中位置 地壳中居第二位 氧化物和硅酸盐 第三周期、第ⅣA族 一、硅酸盐材料 【任务3】了解新型无机非金属材料 （1）硅元素的存在、结构与物性 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 1. 硅单质 一、硅酸盐材料 【任务3】了解新型无机非金属材料 （2）硅的化学性质 1. 硅单质 硅与氧气可以在加热条件下反应 硅与氢氟酸常温下反应 硅与氢氧化钠溶液反应 硅与氯气、碳等非金属加热到一定温度下也能反应 一、硅酸盐材料 【任务3】了解新型无机非金属材料 （3）硅的用途 1. 硅单质 高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，利用其半导体性能，可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。 硅太阳能电池 硅芯片 一、硅酸盐材料 【任务3】了解新型无机非金属材料 （4）硅的制备 1. 硅单质 工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为 98% 左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅 二、新型无机非金属材料 【任务3】了解新型无机非金属材料 （1）结构 2. 二氧化硅 SiO2 是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大 立体网状结构， Si 原子和 O 原子比例 1:2 通常用 ... ...
