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课件网) 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第3节 无机非金属材料 云南大学 这些建筑可能会用到哪些材料？ 材料按照化学组成和特性分类 无机非金属材料 金属材料 高分子材料： 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 塑料、合成橡胶、合成纤维 陶瓷，玻璃，水泥 硅和SiO2，新型陶瓷，碳纳米材料 硅酸盐材料 硅酸盐的结构 结构：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。 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。 共价键 1、陶瓷 陶瓷 原料 历史 应用 黏土 ( 含水的铝硅酸盐 ) 青花瓷、唐三彩 China 瓷都 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 2.玻璃 原料： 应用： 纯碱、石灰石和石英砂 主要成分： Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 反应方程式： SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 水泥 原料 工业设备 黏土和石灰石 水泥回转窑 混凝土 水泥、沙子和碎石等与水混合 条件 高温煅烧 石膏(调节水泥硬化速率) 乌东德 二、新型非金属材料 满足科技发展的需要，应用于高端领域 1、硅 二 氧化物 硅酸盐 第三周期 第ⅣA族 硅 是一种亲氧元素，在自然界总是与氧相互结合 在自然界的存在 原子结构 示意图 周期表中位置 含量 存在形态 地壳中 居第____位 _____ _____ _____ _____ 自然界无单质硅 自然界的硅：不存在单质硅 集成电路、芯片的基础材料、半导体材料、硅太阳能电池、光伏电站（光能直接转换为电能）、制合金硅钢等 硅的应用 【资料卡片】 高纯硅的制备 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。 SiO2+2C ========= Si+2CO↑ 1800~2000 ℃ Si+3HCl ===== SiHCl3+H2↑ 300 ℃ SiHCl3+H2 ===== Si+3HCl 1100 ℃ 沙子 石英砂 玛瑙 水晶 用途：做光导纤维 SiO2 SiO2 CO2 物理性质 无色或白色固体，熔点高、硬度大、不溶于水 无色无味气体，密度比空气大，能溶于水 化学性质 与水反应 不反应 与碱反应 与碳反应 特性 用途 沙子，石英砂，玛瑙，水晶，光导纤维 SiO2+2C ===== Si+2CO↑ 高温 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O CO2 + H2O H2CO3 CO2 (少量)+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O CO2 （过量）+NaOH = NaHCO3 CO2+C ====== 2CO 高温 SiO2 + 4HF== SiF4 ↑+2H2O 保存NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞 only氢氟酸能腐蚀玻璃 判断正误： (1)制造玻璃的原料有石灰石、黏土、石英。（ ） (2)硅在自然界中只以化合态的形式存在( ) (3)硅酸盐中，硅、氧原子之间以离子键结合。（ ） (4)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料( ) (5)SiO2可以导电，故可用于制造光导纤维( ) (6)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4( ) (7)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱NaOH，不溶于任何酸( ) (8)氢氟酸保存在玻璃瓶中（ ） (9)水玻璃属于电解质。( ) (10)SiO2既能与碱反应，又能与氢氟酸反应，那么SiO2是 两性氧化物。（ ） (11)硅酸的酸性比碳酸弱。（ ） (12)将纳米材料分散在塑料中，制成的复合材料属于胶体。（ ） (13)SiO2能与水反应生成硅酸。（ ） × √ × × × √ × × × × √ √ × ... ...
