鲁科版化学必修一4.1-硅-无机非金属材料

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
普通水泥
种类 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
①耐腐蚀、耐高温 ①耐高温、高强度
特性
②质脆、经不起热 冲击
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） ①高熔点；②高硬度；③可制成透明 主要 陶瓷；④无毒、不溶于水，强度高； 特性 ⑤对人体有较好的适应性
硅酸盐
非晶体，透明、水硬性：无论在水
特性
无固定熔点， 可在一定温度
中还是在空气中均 能硬化（是不可逆
范围内软化 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
化学仪器、光
学仪器、运动
用途 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
化 学
CO2+2OH- == CO3 2- +H2O
(2)弱氧化性
高温
CO2+C === 2CO
高温
SiO2+2OH- == SiO3 2- +H2O
(2)弱氧化性
高温
SiO2+2C===
Si+2CO ↑
性 (3)与盐反应(在溶液中) (3)与盐反应(固体)
质 CO2+Na2CO3+H2O=
2NaHCO3
C+H2O(气) 高温CO+H2
C+2H2SO4(浓) CO2↑
+2SO2↑+2H2O△
C+4HNO3(浓) CO2↑
+4NO2↑+2H2O
硅（Si）
常温下很稳定，高温时也能 发生反应。
Si+O2 =△= SiO2
△
Si+2Cl2==SiCl4
Si+2F2=SiF4
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 + 2H2↑
(3)干冰用人工降雨；
(4)制碳酸饮料等
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
纯碱、石灰石、
原料
石英
反应 原理
反应 条件
CaCO3+SiO2高温 CaSiO3+CO2↑ NaCO3+SiO2高温 Na2SiO3+CO2↑
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
【阅读·小结】硅的工业制法与用途
制粗硅：
高温
SiO2 +2C == Si + 2CO↑
提 纯：
高温
Si+2Cl2==SiCl4
高温
SiCl4+2H2==Si+4HCl
（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 分类
高温
生产
强热
冷却
原料→熔体→玻璃
过程
水泥
粘土、 石灰石
陶瓷 粘土
高 复 化杂温 学的下 变物发 化理生、烧物结理时、发化生学复变杂化
高温
高温
混合→成型→干燥
磨→烧→磨 烧结→冷却→陶器
主要 SiO2 成分 CaSiO3
Na2SiO3
硅酸二钙:2CaO·SiO2 硅酸三钙:3CaO·SiO2 铝酸三钙:3CaO·Al2O3
CO2 酸性氧化物
SiO2 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
(1)酸性氧化物
(1)酸性氧化物
CO2+H2O== H2CO3
不与水反应
CO2+CaO== CaCO3
高温
SiO2+CaO== CaSiO3
主要
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
用途 瓣膜、人造关节等
氮化硅（Si3N4）陶瓷
①超硬度，耐磨损；②抗腐蚀，高温
主要 时也抗氧化；③抗冷热冲击而不碎裂；
特性
④耐高温且不易传热；⑤本身具有润 滑性
制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、 主要 永久性模具等机械构件。用于制造柴 用途 油机中发动机部件的受热面等
水晶制品
有些烦恼都是自找的，因为怀里揣着过去而 现在的努力。有些痛苦也是自找的，因为无 而一直活在未来的憧憬里。决定一个人成就 是靠天，也不是靠运气，而是坚持和付出， 地做，重复的做，用心去做，当你真的努力 了，你会发现自己潜力无限！再大的事，到 就是小事，再深的痛，过去了就把它忘记， 世界都抛弃了你，——你依然也要坚定前行 你就是自己最大的底气。埋怨只是一种懦弱 努力，才是人生的态度。不安于现状，不甘 就可能在勇于进取的奋斗中奏响人生壮美的 原地徘徊一千步，抵不上向前迈出第一步；
普通高中课程标准实验教科书 化学1（必修）
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、写出硅的原子结构示意图，它与所学的 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？
SiO2+CaCO3
高温
== CaSiO
3
+CO2↑
(4)不与酸反应
(4)与氢氟酸反应
SiO2+4HF==SiF4+2H2O (腐蚀玻璃）
(1)工业法 高温
CaCO3==CaO+CO2↑
制 (2)实验室制法
法 CaCO3+2H+==
与 Ca2++H2O+CO2↑
用
(1)化工原料：制纯碱、 尿素；
途 (2)灭火
一、硅的性质与用途
1、自然界中存在形式。
硅
2、硅是否有同素异形Байду номын сангаас？
3、硅有那些化学性质？
4、硅的用途
5、工业上 如何生产硅？
【阅读·小结】碳与硅化学性质比较
碳（ C ）
常温下很稳定，在高温或点
燃的条件下有较强还原性。
点燃
C+O2
CO2
点燃
2C+O2
2CO
△
C+CO2 △ 2CO
C+CuO 高温CO+Cu