高中化学人教版 (2019)必修 第二册无机非金属材料教课课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册无机非金属材料教课课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了石灰石和石英砂，石灰石，氧化物和硅酸盐，第ⅣA族，半导体，碳纳米材料，C60，复合材料，答案C等内容，欢迎下载使用。
(一)硅酸盐材料1.结构、特点
2.传统无机非金属材料——硅酸盐材料
(二)新型无机非金属材料1.硅和二氧化硅(1)硅元素的存在与结构
(2)高纯硅的制备涉及的主要反应的化学方程式：①________________________________②__________________________③____________________________
[微提醒]　工业上利用焦炭与SiO2在高温下反应制备粗硅，不能说明碳的还原性大于硅，因为反应是在高温条件下发生的，不是通常情况下发生的反应，故不能比较碳和硅还原性的强弱。
(3)硅和二氧化硅的用途
2.新型陶瓷——碳化硅(SiC)
[微辨析]　传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料具有性质稳定、抗腐蚀、耐高温等优点，但质脆，经不起热冲击。新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征，如强度高，具有电学、光学特性和生物功能等。
1.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)硅晶片是生产芯片的基础材料。( )(2)生产光导纤维的原料是二氧化硅。( )(3)二氧化硅是酸性氧化物，只能与碱反应，不能与酸反应。( )(4)磨口玻璃塞试剂瓶不能盛放烧碱溶液，但能盛放氢氟酸。( )(5)金刚砂和金刚石结构类似，互为同素异形体。( )(6)富勒烯和石墨烯完全燃烧的产物都是二氧化碳。( )
2.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法正确的是 (　　)A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英砂是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐，D项错误。答案：C
新知探究　硅及其化合物的性质和应用[活动·探究]1.在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户。”你是如何理解这句话的?提示：沙子的主要成分是SiO2，作为半导体材料的硅单质是用焦炭还原SiO2制得的。2.为什么盛NaOH溶液的试剂瓶一般使用玻璃瓶和橡胶塞?提示：试剂瓶的瓶塞一般是毛玻璃，其易与NaOH溶液反应生成硅酸钠溶液，从而使瓶塞与瓶壁黏合在一起而难以打开，所以盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞。
3.CO2和SiO2都是酸性氧化物，但两者的物理性质为什么相差较大?提示：二者的结构不同，前者为一个碳原子与两个氧原子通过共价键形成的分子，后者是每个硅原子连接4个氧原子，每个氧原子连接2个硅原子形成的空间网状结构。4.CO2和SiO2都是酸性氧化物，是否都能与水反应生成相应的酸?如何由二氧化硅制取硅酸(H2SiO3)?提示：前者能，后者不能，因为二氧化硅不溶于水。由二氧化硅制取硅酸，应先让SiO2与碱(如NaOH溶液)反应生成硅酸盐，再让硅酸盐与酸(如盐酸)反应生成硅酸。
[归纳·点拨]1.二氧化碳与二氧化硅的性质比较
2.硅及其化合物性质的九大特殊之处(1)碳族元素的主要化合价一般是+2、+4价，而硅常见的是+4价。(2)硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从SiO2中还原出硅。(3)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却能与强碱溶液反应产生氢气。(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成(类似于较活泼金属与酸的置换反应)：Si+4HF==SiF4↑+2H2↑。
(5)SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不溶于水，不能直接将SiO2与水作用制备H2SiO3。(6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点却很高。(7)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2却能与氢氟酸作用：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O。(8)无机酸一般易溶于水，而H2SiO3却难溶于水。(9)因H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生反应Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3，但在高温下，反应Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑也能发生。
[应用·体验]1.在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是(　　)①焦炭　②纯碱　③碳酸钙　④氢氟酸　⑤高氯酸⑥氢氧化钾　⑦氧化钙　⑧氮气A.③⑤⑦⑧B.⑤⑦⑧C.⑤⑧D.⑤⑦
2.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列说法错误的是 (　　)A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料C.高品质的瓷器晶莹剔透，属于纯净物D.陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀
解析：不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化称为窑变，A项正确；氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，B项正确；瓷器的原料主要是黏土，还含有其他物质，是混合物，C项错误；陶瓷属于硅酸盐材料，耐酸碱腐蚀，D项正确。答案：C
3.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作_____。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是______ (填字母)。 A.普通玻璃坩埚　　　　　B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚(2)工业上常利用反应2C+SiO2 Si+2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是______(填化学式，下同)，氧化剂是______。 答案：(1)防火剂　D　(2)C　SiO2
(一)知识体系自主构建
(二)浸润素养典题精练1.下列说法错误的是(　　)A.高纯硅可用于制作光感电池B.SiO2熔点高、硬度大，故可用于制造光导纤维C.硅石和沙子的主要成分都是二氧化硅D.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土
解析：硅是半导体，高纯硅可用于制作光感电池，A项正确；SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高、硬度大没有对应关系，B项错误；石英、水晶、硅石、沙子的主要成分均为二氧化硅，C项正确；陶瓷的制造原料为黏土，D项正确。答案：B
2.当航天飞机返回地球大气层时，由于与空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000 ℃以上，为了防止高温将其烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是 (　　)A.塑料　　　　　　　　　　B.玻璃C.新型陶瓷D.镁铝合金解析：制作保护层的材料应该硬度很大、具有优异的高温抗氧化性能，只有C项符合要求。答案：C
3.(2025·甘肃卷)下列爱国主义教育基地的藏品中，主要成分属于无机非金属材料的是 (　　)A.劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏)B.红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏)C.陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏)D.谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏)解析：劳动英雄模范碑通常由石材或混凝土制成，属于无机非金属材料，A符合题意。答案：A
4.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式： _____________________。 ②整个制备过程必须严格控制，无水、无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平后的化学方程式：___________________________________________________________________。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_________________。 
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________ (填字母)。 A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
解析：(1)①根据给定的反应物和生成物写出化学方程式，注意反应条件和配平。②写出反应物和给出的生成物H2SiO3和HCl，用原子守恒法找出另一种生成物为H2，并配平。(2)A项水泥是硅酸盐材料；B、C项根据硅的化合物的用途可知，两项说法都正确；D项盐酸和硅不反应。答案：(1)①SiHCl3+H2 Si+3HCl ②SiHCl3+3H2O==H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑氧气与氢气混合,可能引起爆炸;氧气可能会氧化SiHCl3　(2)BC
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