人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料课文配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料课文配套ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了硅酸盐及其结构，Na2SiO3，玻璃窑，水泥回转窑，单质硅，二氧化硅，新型陶瓷，3高纯硅的制备，3用途，石英坩埚等内容，欢迎下载使用。
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一、传统无机非金属材料（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：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)特点：硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
(1)物理性质： Na2SiO3是一种白色固体，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性。
Na2SiO3水溶液俗称：水玻璃
2. 最简单的硅酸盐——Na2SiO3
Na2SiO3＋CO2(少）＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
(3)化学性质：水溶液显碱性，能与盐酸、CO2等反应。
Na2SiO3 + 2HCl === H2SiO3↓ + 2NaCl
(2)用途：制备硅胶、防火剂、黏合剂
硅胶用途：干燥剂、催化剂，或用作其他催化剂的载体。
纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(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。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；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。
二、新型无机非金属材料
(1)位置：第三周期、第ⅣA族，处于金属与非金属的过渡位置，半导体，常用于制作集成电路板（硅芯片）和太阳能电池极板。
(2)自然界存在硅在自然界主要以硅酸盐(如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式存在。
（高纯硅 99.9999999％）
(1)存在：SiO2广泛存在于自然界中，是沙子、石英的主要成分。纯净的SiO2又称水晶。(2)物理性质
①用于生产光导纤维；②水晶、玛瑙等饰品； ③制作耐高温的化学仪器。
SiO2+4HF === SiF4 ↑+2H2O
(3)化学性质（酸性氧化物）
SiO2＋2NaOH === Na2SiO3＋H2O
（用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃）
盛放NaOH溶液不用玻璃塞，而用橡胶塞
碳原子和硅原子通过共价键连接
耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀
硬度大、耐磨损、密度小
氧化铝、碳化硅、二氧化锆等
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。
主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。
在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域。
碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。
传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别
一般来说，除了陶瓷、水泥、玻璃外，其他均是新型无机非金属材料。
1. 下列叙述错误的是（　　）
A．硅在自然界中主要以单质形式存在B．硅是应用最广泛的半导体材料C．高纯度的硅可用于制造计算机芯片D．二氧化硅可用于生产玻璃
2. 下列物品或设施：
①陶瓷餐具 ②砖瓦 ③混凝土桥墩 ④门窗玻璃 ⑤水晶镜片⑥石英钟 ⑦水晶项链 ⑧硅太阳能电池 ⑨石英光导纤维 ⑩计算机芯片⑴ 含有硅单质的是————————————————⑵ 含有二氧化硅的是—————————————— ⑶ 含有硅酸盐的是——————————————
3. 氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应生成SiF4和H2O。请写出该反应的化学方程式。想一想为什么可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃。
4. SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。例如，SiO2与NaOH反应可生成Na2SiO3。Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂。实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞。请解释原因，并写出相关反应的化学方程式。
5. 氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，但生产成本高。（1）根据以上描述，推测氮化硅可能有哪些用途：————(填字母)。 a. 制作坩埚 b. 用作建筑陶瓷 c. 制作耐高温轴承 d. 制作切削刀具（2）请画出氮和硅的原子结构示意图，并根据元素周期律的知识，写出氮化硅的化学式。（3）氮化硅在19世纪已经被化学家合成出来，但直到100多年后才逐渐应用于工业领域。材料的基础研究和实际应用之间存在着一定距离，你认为二者之间的关系是怎样的？请查阅相关资料，与同学交流你的观点。