(2019)新人教版高中化学必修二5.3无机非金属材料 ppt课件.pptx
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1、第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料无机非金属材料硅氧等元素耐高温、抗腐蚀、硬度高特殊的光学、电学等性能日常生活应用航空航天领域信息领域新能源领域含有元素性能应用一、硅酸盐材料硅酸盐的概念硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂,在自然界中广泛存在。硅酸盐的结构在硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体硅酸盐的特性硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。玻璃陶瓷水泥三大传统硅酸盐材料:陶瓷、玻璃、水泥原料用途黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)反应条件高温烧结1.陶瓷建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等2.玻璃原料
2、:设备:条件:主要成分:用途:纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑熔融建筑材料、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维等Na2SiO3 、CaSiO3、SiO23.水泥原料:设备:条件:用途:黏土、石灰石 石膏(调节水泥硬化速率)水泥回转窑煅烧建筑和水利工程水泥砂浆:水泥、沙子和水的混合物混凝土:水泥、沙子、碎石的混合物知识拓展:硅酸及其用途二元弱酸,酸性比碳酸弱,难溶于水的白色胶状沉淀,硅酸脱水后可制得硅胶,可作为干燥剂及催化剂载体。硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀,其离子方程式沉淀,其离子方程式是是 。少量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中,反应的离子方程式少量的二氧化碳通
3、入硅酸钠溶液中,反应的离子方程式是是。2H=H2SiO3H2O=H2SiO3CO注:硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐。硅酸钠易溶于水,其水溶液俗称 水玻璃,具有 黏结力 强、耐 高温 等特性,常用作黏合剂和防火剂。新型无机非金属材料二、新型无极非金属材料+14 2 8 4Si1.硅和二氧化硅第三周期、第IV A族,处于金属和非金属的过渡位置 硅在地壳中含量居第二位,主要是以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。C+62 4晶体硅是灰黑色略带金属光泽,脆而硬的固体。不溶于水,熔点高,硬度大,是良好的半导体材料。单晶硅(1) 硅物理性质1.与氧气反应 2.与非金属的反应3.与碱的反应4.与酸的反应(
4、唯一)加热 Si+O2 = SiO2Si+2F2 = SiF4 加热Si+Cl2 = SiCl4高温Si+C = SiC(金刚砂)Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2Si+4HF = SiF4+2H2化学性质高纯硅的制备 工业上制备高纯硅,一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅,再以其为原料制备高纯硅。例如,可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3),再经氢气还原得到高纯硅。SiO2+2C = Si+2CO18002000Si+3HCl = SiHCl3+H2300SiHCl3+H2 = Si+3HCl1100思考工业上利用焦炭与SiO2在高温下反应制备粗硅,由此能否说明碳的还原性
5、大于硅?提示:氧化性、还原性的强弱,必须是在通常的情况下发生的反应,上述反应是在高温条件下发生的,故不能比较还原性的强弱。SiO2+2C = Si+2CO18002000硅的用途硅晶片是生产芯片的基础材料 硅太阳能电池良好的半导体材料太阳能电池计算机芯片价值5元的沙子SiO2Si价值5000元的芯片点沙 成金从沙滩到用户存在形式结晶形无定形硅藻土石英 水晶 玛瑙 沙子(2)二氧化硅水晶玛瑙SiO2的晶体结构晶体Si的结构硅和SiO2都是正四面体结构性质很稳定(2)二氧化硅物理性质:难溶于水,熔点高,硬度大。化学性质很稳定,不活泼。酸性氧化物 与强碱反应生成盐和水与HF的反应(SiO2的特性)S
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