硅无机非金属材料课件VIP免费

第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料1.了解硅的物理性质、化学性质。2.了解二氧化硅的性质,认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。3.了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能和用途。一、硅1.存在(1)形态:在自然界中,全部以化合态存在。(2)地壳中的含量:第__位,仅次于氧。2.物理性质颜色状态导电性_____色,金属光泽硬而脆的固体_______2灰黑半导体3.化学性质(1)常温下不活泼,不易与氢气、氧气、_____、_____、_____等物质发生反应。(2)加热条件下,可与氧气反应,请写出反应方程式:____________________。4.工业制法(1)制法:用焦炭在电炉中还原二氧化硅得粗硅。(2)原理:_______________________。氯气硫酸硝酸Si+O2SiO2SiO2+2CSi+2CO↑高温====△====5.用途(1)硅:制造晶体管、集成电路、硅整流器①和太阳能电池②等。(2)硅合金:①含硅4%的钢可制造变压器铁芯。②含硅15%左右的钢具有耐酸性,制耐酸设备。二、二氧化硅与光导纤维1.二氧化硅(1)自然界中的存在:沙子、_____、_____的主要成分是二氧化硅。(2)物理性质:状态颜色熔点硬度溶解度___态___色_________溶于水石英水晶固无高大不(3)化学性质:二氧化硅化学性质_______,一般不与酸反应。①具有酸性氧化物的性质a:与氢氧化钠溶液反应反应方程式为_____________________________b:与氧化钙反应反应方程式为________________________②与氢氟酸反应a:反应方程式为__________________________b:应用:刻蚀玻璃不活泼SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2OSiO2+CaOCaSiO3SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O高温====2.光导纤维(1)主要成分:______。(2)用途:用于光纤通讯、能量传输和信息处理等方面。SiO2三、硅酸盐与无机非金属材料1.硅酸盐制品的特点性质熔点水溶性稳定较___大都___溶于水高难2.传统无机非金属材料(1)玻璃和水泥:玻璃水泥原料________________________________设备玻璃熔炉水泥回转窑化学方程式____________________________________________________________复杂的物理、化学变化纯碱、石灰石、石英石灰石、黏土Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温====高温====玻璃水泥主要成分______________________________________________________主要性质没有___________具有水硬性③Na2SiO3、CaSiO3、SiO23CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3固定的熔点(2)陶瓷:①生产原料:_____。②重要性质:耐酸碱侵蚀。3.新型无机非金属材料分类举例高温结构陶瓷氮化硅(Si3N4)陶瓷、碳化硅(SiC)陶瓷生物陶瓷氧化铝(Al2O3)陶瓷、氧化锆(ZrO2)陶瓷压电陶瓷以钛酸钡(BaTiO3)和钛酸铅(PbTiO3)等为主要成分黏土【思考辨析】1.判断正误(1)硅是非金属单质,不能导电。()分析:硅是半导体材料,能导电。(2)常温下,硅的化学性质不活泼,所以自然界中存在大量游离态的硅。()分析:硅的化学性质虽然不活泼,但自然界中没有游离态的硅。××(3)计算机芯片一般用二氧化硅作材料。()分析:二氧化硅不能导电,计算机芯片一般用硅作材料。(4)水晶属于硅酸盐产品。()分析:水晶的主要成分为二氧化硅,不是硅酸盐产品。(5)光导纤维能应用于通讯是因为单质硅具有导电性。()分析:光导纤维的主要成分是二氧化硅,其是一种利用光的全反射来传导光线的透明度极高的细丝。×××2.问题思考(1)实验室中盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞?分析:氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠溶液,其可将玻璃瓶塞与瓶口粘住。(2)SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,可以推知SiO2为两性氧化物吗?分析:两性氧化物指的是能同时和酸、碱反应生成盐和水的氧化物,SiO2和氢氟酸反应生成SiF4,它不是金属元素或铵根与酸根组成的盐。【知识链接】①硅整流器一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。②太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。现阶段以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。③水泥的水硬性水泥的水硬性是指水泥与水拌合后,...