人教版（2019）高中化学必修第二册教学课件：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(共17张PPT)
学习目标,第三节 无机非金属材料,1.了解硅及二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用。 2.了解硅在半导体工业和二氧化硅在现代通信业的重要应用，传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的重要应用。 3.体会组成材料的物质的性质与材料性能的密切关系，认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题。,一、预习点拨：,1、自然界中的硅都是化合态，在地壳中含量居第二位。,2、硅有晶体硅和无定形硅两种，两者互为同素异形体。,3、晶体硅是非金属单质，但是具有金属光泽。,4、最早使用的半导体材料是Ge,现在使用的半导体材料是Si。Si是半导体，SiO2是绝缘体。,5、 Si用于制造太阳能电池， SiO2用于制造光导纤维。,7、沙子、石英、水晶、玛瑙的主要成分就是SiO2 。,9、硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水，受热易分解，酸性比碳酸弱的弱酸。,10、硅酸钠水溶液又称水玻璃、泡花碱，是一种粘合剂。,8、单质硅与SiO2的硬度大、熔沸点都很高， 结构和金刚石类似。,6、SiO2是由硅原子和氧原子构成的。,最外层电子数都是4个,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子。,结论：常温下硅的化学性质不活泼。,硅、碳原子结构与化学性质的分析归纳：,硅的原子结构示意图,碳的原子结构示意图,常温下：性质稳定，除氟气、氢氟酸、氢氧化 钠外，一般不反应。,了解：Si+4HF = SiF4+2H2 记忆：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,二 硅的工业制法,制粗硅：,氧化剂：SiO2,高温,还原剂： C,注意产物是CO,转移电子为？,制备高纯度的硅：,SiCl4+2H2=Si+4HCl,高温,二氧化硅与二氧化碳的比较,均属于酸性氧化物,CO2 2NaOHNa2CO3+H2O CO2 NaOHNaHCO3,SiO2 2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应（重点）,不反应,SiO2+4HF=SiF4 + 2H2O,与酸不反应,2、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞 而不用玻璃塞,你知道是为什么吗?,3、SiO2是酸性氧化物，如何制取H2SiO3?,1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF) ？ 玻璃花雕刻工艺?,SiO2+4HF=SiF4+ 2H2O,SiO22NaOH =Na2SiO3+H2O 生成的硅酸钠是一种粘合剂易将瓶塞和瓶口粘结在一起。,Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3,三、传统无机非金属材料硅酸盐产品,三种硅酸盐工业生产比较,石灰石、黏土,纯碱、石灰石,黏土,水泥回转窑,玻璃窑,和石英,a.表示顺序为：活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水；,b.氧化物之间用“ ” 隔开；,c.氧化物的系数若出现分数时应化为整数。,如:钾长石(KAlSi3O3),K2O Al2O3 6SiO2,硅酸钠（Na2SiO3）,Na2O SiO2,钠长石（NaAlSi3O3),Na2O Al2O3 6SiO2,硅酸盐组成的表示方法：,盐式法：,氧化物式法：,CaSiO3,CaO SiO2,玻璃,普通玻璃:以纯碱、石灰石和石英(SiO2)为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。,有关反应的化学方程式：,Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 (Na2OCaO6SiO2),硅酸 (H2SiO3),1、制备:,如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得吗？为什么？,向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸,滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成,Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3,物理性质:白色,胶状,不溶于水 化学性质:弱酸性，酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与碱反应生成盐和水 H2SiO3+2NaOH=2H2O +Na2SiO3 不稳定性,2、硅酸的性质:,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。,硅酸钠（Na2SiO3) Na2SiO3是白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃，是无色粘稠状液体，是一种矿物胶。常用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。在空气中易变质：,2、在多年使用的厨房里，久未更换的玻璃往往失去光泽，严重的还会形成白色斑点，这种现象化学上叫做“碱析”，产生碱析的化学方程式为_。,学以致用,1、三硅酸镁被用来治疗胃酸过多引发的胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁（Mg2Si3O8nH2O）写成氧化物的形式为 。,2MgO.3SiO2.nH2O,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,硅元素,单质硅,Si + F2 Si + HF Si + NaOH,加热能与某 些非金属单 质(O2、Cl2) 反应,
