人教版高中化学 《硅 无机非金属材料》课件 新人教必修1.ppt

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1、第四章第四章第一节第一节 硅硅 无机非金属材料无机非金属材料2021/8/9 星期一1在前面一章里我门主要学习了碳、氮、硫等一些非金属元素的单质及化合物，今天我们来学习新内容。现在请大家来看下面的一组图片2021/8/9 星期一2制作陶瓷的工艺流程2021/8/9 星期一3秦始皇陵兵马俑是“世界八大奇迹”之一，是二十世纪最伟大的发现2021/8/9 星期一4水晶晶莹剔透，常被人们看作纯洁和永恒的象征2021/8/9 星期一5太阳能电池太阳能电池以其易获得、无污染等特点，应用越来越广泛2021/8/9 星期一6以上图片有什么共同之处？其物质中都含有硅元素2021/8/9 星期一74-1 硅 无机

2、非金属材料一、单质硅 硅的含量、存在形态、物理性质、化学性质、工业制法、用途二、二氧化硅及光导纤维 二氧化硅的结构、物理性质、化学 性质、用途 光导纤维的性质和用途 三、硅酸盐与无机非金属材料2021/8/9 星期一8硅统硅电池硅灯硅电子配件2021/8/9 星期一9联想联想质疑质疑1 1、计算机的芯片、传导电话的电缆、化学、计算机的芯片、传导电话的电缆、化学 实验的玻璃仪器它们是用什么材料制成实验的玻璃仪器它们是用什么材料制成 的？的？2 2、查阅资料并了解除了传统的无机非金属、查阅资料并了解除了传统的无机非金属 材料外，还有哪些无机非金属材料？材料外，还有哪些无机非金属材料？2021/8/

3、9 星期一10一、半导体材料与单质硅半导体材料是指导电能力介于于导体和绝缘体之间的一类材料。硅在地壳中的含量仅次氧，储量丰富，现已成为应用广泛的半导体材料。硅在地壳中的含量分布图，如下：2021/8/9 星期一11氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其他其他1.20%2021/8/9 星期一12n观察硅单质的实物图片n并阅读教材P104第一段，总结硅的物理性质2021/8/9 星期一132021/8/9 星期一142021/8/9 星期一15、硅单质的性质、硅单质的性质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶硅有晶体

4、硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。而脆的固体。晶体硅的结构类似于金刚石，熔晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。导电性介于导体和绝缘体之间。物物理理性性质质2021/8/9 星期一16思考：1、硅的化学性质是什么？2、写出硅的原子结构示意图，与所学过的 哪种元素有相似之处？2021/8/9 星期一174567231碳族元素在元素周期表中的位置碳族元素在元素周期表中的位置CSiGeSnPbA周期2021/8/9 星期一18常温下很稳定，在高温或点常温下很稳定，在高温或点燃的条件

5、下有较强还原性。燃的条件下有较强还原性。常温下很稳定，高温时也能发常温下很稳定，高温时也能发生反应。生反应。碳与硅化学性质比较碳与硅化学性质比较 碳（碳（C）硅（硅（Si）Si+O2=SiO2Si+2Cl2=SiCl4*Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H*Si+4HF=SiF4+2H2*2021/8/9 星期一19 2、硅的工业制法硅的工业制法 制粗硅：制粗硅：SiO2 +2C =Si+2CO硅铁硅锰合金硅钡合金氧化剂：氧化剂：SiO2 得到电子发生还原反应得到电子发生还原反应高温还原剂：还原剂：C 失去电子发生氧化反应失去电子发生氧化反应（粗硅）2021/8/9 星期一20小资料

6、：硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯：提提 纯：纯：Si+2Cl2=SiCl4 （粗硅）（粗硅）SiCl4+2H2=Si+4HCl （高纯硅）（高纯硅）高温高温2021/8/9 星期一21（3、硅的用途：、硅的用途：硅不但用于制造晶体管、集成电路，硅不但用于制造晶体管、集成电路，还用于制造硅整流器和太阳能电池等。还用于制造硅整流器和太阳能电池等。此外，硅合金的用途也很广。如含硅此外，硅合金的用途也很广。如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压器铁芯；含硅器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐左右的

7、钢具有良好的耐酸性酸性,可用于制造耐酸设备。可用于制造耐酸设备。2021/8/9 星期一222021/8/9 星期一23光导纤维2021/8/9 星期一24 交流研讨：交流研讨：1、从物质分类的角度来看，二氧化硅 属于哪类物质？2、二氧化硅可能具有哪些化学性质？2021/8/9 星期一25 二、二氧化硅与光导纤维 二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅 1、SiO2的物理性质：沸点高、硬度大、不溶于水、不的物理性质：沸点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶体导电的晶体二氧化硅晶体是由由氧原子和硅原子构成的2021/8/9 星期一26SiO2的结构示意图2021/8/9 星期一

8、272、二氧化硅与二氧化碳的比较、二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物质分类物质分类与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应与碱反应与碱反应与水反应与水反应与与HF反应反应 均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高温CO2 2NaOH Na2CO3+H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3 不反应不反应 不反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O2021/8/9 星期一28 阅读教材P105归纳二氧化硅的用途(1)水晶用于制造电子仪器的重要部件、光水晶用于制造电子仪器的重要部件、

9、光学仪器、工艺品学仪器、工艺品(2)光导纤维原料光导纤维原料(3)制玻璃制玻璃2021/8/9 星期一293、光导纤维光导纤维（二氧化硅）光导纤维（二氧化硅）主要特性主要特性抗干扰性能好，不发生辐射；抗干扰性能好，不发生辐射；通讯质量好；通讯质量好；质量轻、耐腐蚀质量轻、耐腐蚀主要用途主要用途用于通讯外，还用于医疗、信息用于通讯外，还用于医疗、信息处理、遥测遥控等处理、遥测遥控等2021/8/9 星期一30思考练习n实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?n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?2021/8/9 星期一31三、硅酸盐与无机非金属材料无机非金属

10、材料一般耐高温、温度高、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。主要包括陶瓷、玻璃、无机非金属涂层等2021/8/9 星期一32硅酸盐材料是传统的无机非金属材料。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。玻璃、水泥是常见的硅酸盐材料。1、普通玻璃的主要原料是纯碱（、普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3）、）、石灰石（石灰石（CaCO3)、石英、石英(SiO2),生产过程中主要生产过程中主要的的化学反应：化学反应：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2NaCO3+SiO2=Na2SiO3+CO2普通玻璃的主要成分：普通玻璃的主要成分：SiO2、CaSiO3、Na2SiO3阅读教材阅读教材 P

11、107 有色玻璃有色玻璃高温高温2021/8/9 星期一332、水泥的主要原料是石灰石和黏土，普通水泥的主要成分是：硅酸二钙:2CaOSiO2、硅酸三钙:3CaOSiO2、铝酸三钙:3CaOAl2O32021/8/9 星期一34 水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静止后，很容易凝固变硬。由于具有这一优良特性，水泥才被广泛用做建筑材料。水泥、沙子和碎石的混合物叫做混凝土.混凝土常用钢筋做结构，这就是通常所说的钢筋混凝土.钢筋混凝土强度大，常用来做高楼大厦、桥梁等高大建筑。2021/8/9 星期一35惰性氧化铝瓷球氧化铝载体氧化铝眼镜氧化铝坩埚2021/8/9 星期一36 资料：资料：新型无机非金属材

12、料的主要品种、性新型无机非金属材料的主要品种、性 能及用途能及用途氧化铝（氧化铝（Al2O3）陶瓷）陶瓷（人造刚玉）（人造刚玉）主要主要特性特性高熔点；高熔点；高硬度；高硬度；可制成透明可制成透明陶瓷；陶瓷；无毒、不溶于水，强度高；无毒、不溶于水，强度高；对人体有较好的适应性对人体有较好的适应性 主要主要用途用途高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等瓣膜、人造关节等2021/8/9 星期一37氮化硅刀具(含有金属心的)氮化硅基高温陶瓷陶瓷氮化硅电加热元件2021/8/9 星期一38氮化硅（

13、氮化硅（Si3N4）陶瓷）陶瓷主要主要特性特性超硬度，耐磨损；超硬度，耐磨损；抗腐蚀，高温抗腐蚀，高温时也抗氧化；时也抗氧化；抗冷热冲击而不碎裂；抗冷热冲击而不碎裂；耐高温且不易传热；耐高温且不易传热；本身具有润本身具有润滑性滑性 主要主要用途用途制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、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油机中发动机部件的受热面等2021/8/9 星期一39牧高迪涂硅面料2021/8/9 星期一40纤维纸2021/8/9 星期一41巩固练习 1常温下不能与硅反应的是（）（A）氢氟酸 （B）氟气

14、（C）氢氧化钠溶液 （D）氯气 2不能直接由氧化物和水生成的酸是（）（A）H2 SO4 （B）H2SO3 （C）H2SiO3 （D）H2CO3 3下列离子组能在水溶液中大量共存，且加入盐酸 可能生成沉淀的是（）（A）Na+、CO32-、Cl-、SO42-（B）Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-（C）S2-、SO32-、OH-、Na+（D）Na+、SiO32-、Cl-、NO3-DCD2021/8/9 星期一424生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用（B）（A）水（B）盐酸（C）烧碱浓溶液（D）硫酸5下列物质中没有固定熔点的是（C）A二氧化硅B硅酸钠C玻璃D氢氧化钠6下列说法中不正确的是（C）。（A）新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高（B）高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点（C）光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便（D）光导纤维除用于通讯外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面2021/8/9 星期一43再见！2021/8/9 星期一44