5.3无机非金属材料 课件(共36张PPT)高中化学 人教版（2019） 必修 第二册

(课件网) 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 硅酸盐材料 ———传统无机非金属材料 01 新型无机非金属材料 02 目录 PART 01 硅酸盐材料——— 传统无机非金属材料 1、材料分类 无机非金属材料 金属材料：包含纯金属和合金 有机高分子材料 复合材料 无机非金属材料由什么物质组成？有什么性质？ 一、硅酸盐材料———传统无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料（如水泥、玻璃、陶瓷）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。 2.硅酸盐 存在： 定义： 结构： 硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中 由金属、硅、氧等元素形成的盐 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。 3，表示方法： ①用盐的化学式表示，如Na2SiO3、CaSiO3 ②用氧化物的形式表示，如Na2O SiO2、CaO SiO2 4.传统无机非金属材料 （1）陶瓷 原料： 历史： 应用： 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 青花瓷、唐三彩 生产建筑材料、 绝缘材料、 日用器皿、 卫生洁具等 反应条件： 高温烧结 ———陶瓷、玻璃、水泥 陶瓷器制造过程示意图 （2）玻璃 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窑 高温熔融，复杂的物理和化学变化 SiO2+CaCO3=== CaSiO3+CO2 SiO2+Na2CO3=== Na2SiO3+CO2 高温 高温 原料： 设备： 条件： 主要反应： 主要成分： 建筑材料、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维等 用途： SiO2 透光性好、硬度大、无固定熔点 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。 加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。 着色剂 玻璃颜色 MnO2 紫色 CoO、 Co2O3 紫红色 FeO、 K2Cr2O7 绿色 CdS、 Fe2O3 、Sb2S3 黄色 AuCl 、 Cu2O 红色 CuO 、 MnO2 、 Fe3O4 黑色 (3）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 石膏的作用： 条件： 煅烧 调节水泥硬化速率 PART 02 新型无机非金属材料 二、新型无机非金属材料 1、硅 地壳中大多数矿物 (1) 存在形式 硅酸盐： 氧化物： 水晶、玛瑙 等 ———以化合态存在 （2）物理性质 第 ____ 周期 第 ____ 族 IVA 三 处于金属与非金属的过渡位置 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。 （3) 硅的制备 工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅 SiO2＋2C========Si(粗)＋2CO↑ ① 1800~2000℃ SiHCl3 ＋H2=====Si(纯)＋3HCl ③ 1100℃ Si(粗)＋3HCl====SiHCl3 + H2 ② 300℃ 三氯硅烷 （4) 化学性质 Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ Si＋4HF＝SiF4 ↑ ＋2H2↑ 常温下，化学性质稳定。一定条件下，发生反应： Si+O2 ＝SiO2 △ （5) 硅的用途 光伏电站 硅太阳能电池 计算机芯片 硅晶体的导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料，应用于电子工业，如计算机、通讯设备和家用电器等的芯片，光伏电站、硅太阳能电池等。 2. 二氧化硅 （1）存在形式 天然二氧化硅分为_____和_____两种，统称硅石。 结晶形 无定形 二氧化硅 结晶形: 石英 无定形：硅藻土 水晶：无色透明 玛瑙：具有彩色环带状或层状 熔沸点高、硬度大、不溶于水、不导电 （2）物理性质 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 【思考】①实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？ 若使用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连而 ... ...