硅 无机非金属材料课件 鲁科版必修1.ppt

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1、第四章第一节硅无机非金属材料联想·质疑1、无机非金属材料主要有哪些种类？它们有何共同特点？2、什么是半导体材料？现在用途最广的半导体材料是什么？3、写出硅的原子结构简图，与所学的哪种元素的原子结构有相似之处？4、硅属于哪一类物质，预测它可能具有怎样的性质？一、硅的性质与用途1、自然界中存在形式。2、硅是否有同素异形体？3、硅有那些化学性质？4、硅的用途5、工业上如何生产硅？硅常温下很稳定，在高温或点燃的条件下有较强还原性。C+O2CO22C+O22COC+CO22COC+CuOCO+CuC+H2O(气)CO+H2C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H

2、2OC+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O【阅读·小结】碳与硅化学性质比较点燃△高温高温△点燃△碳（C）硅（Si）△△常温下很稳定，高温时也能发生反应。Si+O2==SiO2Si+2Cl2==SiCl4Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+4HF=SiF4↑+2H2↑【阅读·小结】硅的工业制法与用途制粗硅：SiO2+2C==Si+2CO↑高温提纯：Si+2Cl2==SiCl4高温SiCl4+2H2==Si+4HCl高温（高纯硅）硅铁硅锰合金二、SiO2与光导纤维【阅读·小结】CO2与SiO2的比较化学式CO2

3、SiO2分类酸性氧化物物理性质(1)无色无味气体(2)能溶于水(1:1常温)(3)比空气重(4)无毒(1)无色晶体(2)不溶于水(3)熔、沸点较高(4)硬度大酸性氧化物化学性质(1)酸性氧化物CO2+H2O==H2CO3CO2+CaO==CaCO3CO2+2OH-==CO32-+H2O(2)弱氧化性CO2+C===2CO(3)与盐反应(在溶液中)CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3(4)不与酸反应(1)酸性氧化物(2)弱氧化性(3)与盐反应(固体)(4)与氢氟酸反应高温高温高温不与水反应SiO2+CaO==CaSiO3SiO2+2OH-==SiO32-

4、+H2O高温SiO2+2C===Si+2CO↑SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑高温SiO2+4HF==SiF4+2H2O(腐蚀玻璃）制法与用途(1)工业法CaCO3==CaO+CO2↑(2)实验室制法CaCO3+2H+==Ca2++H2O+CO2↑(1)化工原料：制纯碱、尿素；(2)灭火(3)干冰用人工降雨；(4)制碳酸饮料等高温天然存在：石英水晶硅藻土(1)水晶用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器、工艺品(2)光导纤维原料(3)制玻璃三、硅酸盐与无机非金属材料玻璃水泥陶瓷原料纯碱、石灰石、石英粘土、石灰石粘土反应原理CaCO3+SiO2CaSi

5、O3+CO2↑NaCO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑高温下发生复杂的物理、化学变化烧结时发生复杂物理、化学变化反应条件高温高温高温生产过程原料→熔体→玻璃磨→烧→磨混合→成型→干燥凝结→冷却→陶器高温高温强热冷却主要成分SiO2CaSiO3Na2SiO3硅酸二钙:2CaO·SiO2硅酸三钙:3CaO·SiO2铝酸三钙:3CaO·Al2O3硅酸盐特性非晶体，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内软化水硬性：无论在水中还是在空气中均能硬化（是不可逆过程）抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘种类普通玻璃、特种玻璃不同标号土器、陶器、瓷器、炻器等用途化学仪器、光学仪器

6、、运动器材、通讯器材、窗玻璃、玻璃瓶、杯建筑材料(1)化学实验中的坩埚、蒸发皿(2)建筑中的砖、瓦(3)电器中的绝缘瓷传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的特性对比材料传统新型种类普通水泥普通玻璃粘土质陶瓷高温结构陶瓷生物陶瓷压电陶瓷光导纤维特性①耐腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击①耐高温、高强度②具有电学特征③具有光学特性④具有生物功能5、新型无机非金属材料的主要品种、性能及用途氧化铝（Al2O3）陶瓷（人造刚玉）主要特性①高熔点；②高硬度；③可制成透明陶瓷；④无毒、不溶于水，强度高；⑤对人体有较好的适应性主要用途高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠灯的灯管、

7、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等氮化硅（Si3N4）陶瓷主要特性①超硬度，耐磨损；②抗腐蚀，高温时也抗氧化；③抗冷热冲击而不碎裂；④耐高温且不易传热；⑤本身具有润滑性主要用途制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。用于制造柴油机中发动机部件的受热面等水晶制品