【化学课件】无机非金属材料 2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
78页1、人教版必修第二册人教版必修第二册第三节第三节 无机非金属材料无机非金属材料思考与交流:思考与交流:同学们想一想同学们想一想这些地标建筑可能这些地标建筑可能会用到哪些材料,会用到哪些材料,材料是人类赖以生存和发展的物质基础,材料是人类赖以生存和发展的物质基础,人类使用的材料除了金属材料,还有无机非金属材人类使用的材料除了金属材料,还有无机非金属材料等。料等。从组成上看,许多从组成上看,许多无机非金属材料无机非金属材料含有含有硅、氧硅、氧等元等元素,具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点,以及特素,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。殊的光学、电学等性能。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高,随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高,一批一批新型无机非金属材料新型无机非金属材料相继诞生,成为航空、航相继诞生,成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。陶瓷玻璃水泥一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料 以以含硅物质含硅物质为原料,经加工制得为原料,经加工制得硅酸盐硅酸盐产品的工业称为产品的工业称为硅酸盐工业硅
2、酸盐工业。如制造如制造水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。等产品的工业都属硅酸盐工业。硅酸盐工业的特点:硅酸盐工业的特点:(1)原料:(2)反应条件:(3)反应原理:(4)生成物:含硅的物质。含硅的物质。高温。高温。复杂的物理、化学变化。复杂的物理、化学变化。硅酸盐。硅酸盐。一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料1 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料说一说:硅酸盐的结构说一说:硅酸盐的结构一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料1 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料硅酸盐的结构硅酸盐的结构在硅酸盐中,在硅酸盐中,Si 和和 O 构成了硅氧四面体。构成了硅氧四面体。每个每个Si 结合结合4个个O,Si在中心,在中心,O在四面体的在四面体的4个个顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的顶角;许多这样的四面体还可以通过顶角的O相相互连接,每个互连接,每个O为两个四面体所共有,与为两个四面体所共有,与2个个Si相结合。相结合。一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料1 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料 硅硅氧氧四四面面体体结结构构的的特特殊殊性性,决决定定了了硅硅酸酸盐盐材材料料
3、大大多多具具有有硬硬度度高高、熔熔点点高高、难难溶溶于于水水、化化学学性质稳定、耐腐蚀性质稳定、耐腐蚀等特点。等特点。硅酸盐的结构硅酸盐的结构1 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。(1 1)硅酸盐概述)硅酸盐概述硅酸盐是一类结构复杂的物质,硅酸盐是一类结构复杂的物质,一般都不溶于水一般都不溶于水,化学性质很稳定,化学性质很稳定1 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料(2 2)硅酸盐的丰富性和复杂性)硅酸盐的丰富性和复杂性普通玻璃普通玻璃Na2CaSi6O14长石长石 K2Al2Si6O16石棉石棉Mg3CaSi4O12黏土黏土Al2Si2H4O91 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料(3 3)硅酸盐的表示方法)硅酸盐的表示方法:化学式法(化学式法(表示组成简单的硅酸盐表示组成简单的硅酸盐):):如:硅酸钠:如:硅酸钠:Na2SiO3氧化物法(氧化物法(表示复杂的硅酸盐表示复杂的硅酸盐):):
4、用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成如:如:硅酸钠硅酸钠:Na2O SiO2硅酸钙:硅酸钙:CaO SiO21 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料硅酸钙:硅酸钙:CaSiO3氧化物法书写原则氧化物法书写原则各元素原子总个数比符合原来的组成;各元素原子总个数比符合原来的组成;如:如:CaMg3Si4O12:CaO3MgO4SiO2Al2(Si2O5)(OH)4:Al2O32SiO22H2OKAlSi3O8:K2OAl2O36SiO21 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料(3 3)硅酸盐的表示方法)硅酸盐的表示方法:分数化整;分数化整;金属氧化物、二氧化硅、水;金属氧化物、二氧化硅、水;按按金属活动顺序表依次排列。金属活动顺序表依次排列。(4)最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐Na2SiO3物理性质物理性质白色固体,白色固体,可溶于水,其水溶液俗称可溶于水,其水溶液俗称水玻璃水玻璃,有黏性。,有黏性。多数硅酸盐难溶于水,常见多数硅酸盐难溶于水,常见易溶于水易溶于水的硅酸盐有的硅酸盐
5、有Na2SiO3、K2SiO3等。等。1 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料化学性质化学性质-易与酸反应。易与酸反应。与强酸反应:与强酸反应:Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3与与CO2反应:反应:CO2不足,不足,Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3CO2过量,过量,Na2SiO32CO22H2O=2NaHCO3H2SiO3(4)最简单的硅酸盐最简单的硅酸盐Na2SiO31 1、硅酸盐材料、硅酸盐材料一、传统无机非金属材料一、传统无机非金属材料用途:用途:制备硅胶和防火剂制备硅胶和防火剂的原料的原料注意1.Na2SiO3 硅酸钠硅酸钠 俗称俗称 泡花泡花碱碱纯净物纯净物2.Na2SiO3 硅酸钠的水溶液硅酸钠的水溶液 俗称俗称水玻璃水玻璃混合物混合物3.浓硝酸和浓盐酸以体积比浓硝酸和浓盐酸以体积比3:1的比例混合而成的溶液,的比例混合而成的溶液,可以使金溶解可以使金溶解王水王水混合物混合物口诀:三言(盐)一笑(硝)口诀:三言(盐)一笑(硝)硅酸钠溶液加热失水后会变成硅酸钠溶液加热失水后会变成白色发泡状固体白色发泡状固体,
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