统编人教版高中化学必修第二册《第三节 无机非金属材料》优质课公开课课件、教案
统编人教版高中化学必修第二册《第三节无机非金属材料》优质课公开课课件、教案
第五章化工生产中的重要非金属元素
第3节无机非金属材料
教材分析
本节内容主要包括传统硅酸盐材料和新型无机非金属材料。教材首先从物质的组成和结构入手，介绍无机非金属材料的性能特点，包括耐高温、抗腐蚀等性能。从材料组成的角度，对生活中常见的无机非金属材料进行分类，介绍陶瓷、玻璃和水泥等传统硅酸盐材料在人类日常生活中的广泛应用，以及材料对人类文明的推动作用。之后，介绍新型无机非金属材料，包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料，以及这些材料在信息、能源等领域产生的影响，展现化学科学对新材料研发的重要作用，让学生了解化学学科对社会进步的价值，提升“科学态度与社会责任”等学科核心素养。
本节内容主要为无机非金属材料知识的常识性介绍，呈现方式主要为正文描述结合图片和资料卡片等栏目的形式，信息多，阅读量大。建议教学时提前布置学生自学。在课意上以讲授与讨论相互结合的形式进行归纳整合。
教学目标与核心素养
【学习目标】
1、了解并掌握硅、二氧化硅的性质，了解二者在生产、生活中的应用。
2、根据无机非金属材料在生产、生活中的应用来研究材料的性能及应用，认识到材料对生产、生活的影响。
【核心素养】
1、通过对硅及化合物的学习培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。
2、通过对无机非金属材料的了解，深刻认识化学对社会可持续发展的重要的作用，培养学生科学态度和社会责任的化学核心素养。
教学重难点
重点：玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途，普通玻璃的主要成分。
难点：粗硅的提存
课前准备
多媒体、二氧化硅的模型等
教学过程
【引入】
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了金属材料，还有无
机非金属材料等。从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。
【讲解】
一、硅酸盐材料
1、无机非金属材料
2、传统无机非金属材料：、、。
【资料卡片】硅酸盐的结构
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。每个Si结合4个O，Si在中心，O在
四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个
四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多
具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
【思考与交流】
普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗?
【资料卡片】
生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。
【讲解】
二、新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
(1) 硅元素的存在与结构
存在原子结构
示意图周期表中位置
含量存在形态
地壳中
居第___位_________
__________
_______
_______
(2) 硅的应用：半导体材料，集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等
(3) 硅的工业制取
【资料卡片】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。
(4) 二氧化硅
二氧化硅可用来生产光导纤维。光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信
号不易衰减，能有效提高通信效率。
2.新型陶瓷
【科学·技术·社会】
高温结构陶瓷：一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具
有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
压电陶瓷：主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化，可用于滤
波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。
透明陶瓷：主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物
透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。
超导陶瓷：在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域。
3.碳纳米材料
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其中的C60是富勒烯的代表物。C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。
碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。
石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。
【课堂练习】
1. 下列关于二氧化硅的叙述正确的是（）
A．SiO2能与水反应生成硅酸
B．SiO2与CO2的结构相同
C．SiO2用于太阳能电池
D．SiO2与氢氧化钠反应生成的盐储存在带橡胶塞的试剂瓶中
2. 下列关于硅酸的说法正确的是（）
A．硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得
B．可用反应Na2SiO3+2HCl === 2NaCl+H2SiO3↓制取硅酸
C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D．干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠
3. 能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D．CO2是气体，而SiO2是固体
4. 材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。
（1）硅酸盐材料是重要的传统无机非金尾材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一。下列不属于硅酸盐产品的是 (填写序号)。
①光导纤维②水泥③玻
璃④陶瓷
（2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于 (填“纯净物”或“混合物”)。有些玻
璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化
学方程式。
（3）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍
采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的反应；已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价，则氮化硅的化学式为。
教学反思
本节内容主要为无机非金属材料知识的常识性介绍，呈现方式主要为正文描述结
合图片和资料卡片等栏目的形式，信息多，阅读量大。应该在教学时提前布置学生自学。在课意上以讲授与讨论相互结合的形式进行归纳整合。
人教版(2019)高中化学 必修二 学案 5.3无机非金属材料
无机非金属材料 【学习目标】 1.通过阅读教材、分组实验，初步认识硅酸盐的组成、性质及基本用途。 2.通过阅读教材、观察图片、思考讨论，认识传统的硅酸盐产品和具有传统功能的含硅材料。 3.通过阅读填空、拓展探究，认识单质硅的存在、性质和用途，树立绿色化学是一种可持续发展的意识。 【学习重点】 硅和硅酸钠的重要性质。 【学习难点】 硅和硅酸钠的重要性质。 【学习过程】 旧知回顾：1.实验室盛放碱溶液的试剂瓶一般用橡皮塞的原理防止普通玻璃种含有的二氧化硅与碱液反应生成具有黏性的23Na SiO ，导致瓶塞无法打开。。 2.（1）硅酸：硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 不能 （填“能”或“不能”）使紫色石蕊溶液变红色。 ①硅酸不稳定，受热易分解：23 32H SiO SiO H O ? +。 ②硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化学方程式为： 33222H SiO 2NaOH Na SiO 2H O +=+。 ③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 3．硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶（或硅酸干凝胶），具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。 新知预习：阅读教材并填写下列空白： 1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。溶解性大多不溶于水，稳定性较好。常用的硅酸盐是23Na SiO ，其水溶液称为水玻璃，可用作制硅胶及木材防火
剂等。 2.硅酸盐的主要产品有陶瓷、水泥、玻璃。 3.硅的主要用途是半导体材料（硅芯片、光电池等）。 【同步学习】 情景引入：中国有着悠久历史的陶瓷，生活中的玻璃，以及盖房子用的水泥，它们的主要化学成分是什么？自然界中形形色色的各种矿石其组成成分又是什么？ 硅酸盐材料 活动一认识硅酸盐 1.阅读完善：阅读教材，进一步完善“新知预习1”。 2. 3.分组实验：阅读教材，并填写对应表格。 4.阅读了解：阅读教材，了解硅酸盐的丰富性和多样性。 5.讨论交流： （1） Na SiO为什么必须密封保存？ 23
2019-2020学年高中化学人教版(2019)必修第二册学案：5.3无机非金属材料
学习目标
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
1、了解硅及二氧化硅的主要性质及应用。 2、了解硅在半导体工业和二氧化硅、传统的硅酸盐制品和新型的无机非金属材 料的应用。 3、认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响。
知识储备 一、硅酸盐材料 1、常见的硅酸盐产品
产品名称 陶瓷
玻璃
水泥
生产原料 黏土 生产设备 ——
烧碱、石灰石、 黏土、石灰石、石膏
石英砂
玻璃窑
水泥回转窑
主要成分 ——
Na2SiO3? CaSiO3 ? 4SiO2
硅酸三钙（3CaO? SiO2） 铝酸三钙（3CaO? Al2O3）
主要性质
具有抗氧 化性、耐高 温、易成型
无固定熔点，在 一定温度范围内 逐渐熔化
2、硅酸盐的组成、结构和性质
具有水硬性，跟水掺和搅拌并 静置后，很容易凝固变硬
(1)概念：由 硅 、 氧 和 金属 组成的化合物的总称。
(2)结构：在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧_四面体_，如图所示，四面体
通过顶角的氧彼此相连，每个氧原子为_2__个四面体所共有。
(3)性质：结构决定性质，硅酸盐的特殊结构决定了多数硅酸盐具有硬度_高_、
熔点_高_、难__溶于水、化学性质 稳定 、耐腐蚀等特点。
(4)用途：性质决定用途，硅酸盐的性质决定了硅酸盐作为一类优良的材料得到 广泛应用。作为传统无机非金属材料主角的三大硅酸盐材料： 水泥 、 陶 瓷 、 玻璃 。 二、新型无机非金属材料 1、硅 （1）含量：在地壳中，硅的含量位居第二，仅次于氧。 （2）存在形式：自然界中无游离态的硅。硅的化合物几乎全部是二氧化硅和硅 酸盐。广泛存在于各种矿物和岩石中。 （3）在元素周期表中的位置：位于第三周期、第ⅣA 族。最外层电子为 4 个， 既不容易的电子，又不容易失电子。 （4）硅单质的种类和结构 按形态分为 晶体 和 无定形 ，硅晶体是正四面体结构。 （5）物理性质
色、态
光泽
熔点
硬度
导电性
质地
灰黑色
金属光泽
高
大
半导体
脆
（6）化学性质 ① 常温下，硅与氢氟酸、氟气、强碱溶液反应。
Si 4HF SiF4 2H2
Si 2NaOH H 2O Na2SiO3 2H 2
②加热（高温）条件下，硅与 O2、Cl2、C、N2 等非金属反应。 Si C 高温SiC(金刚砂）
高温
3Si 2N2
Si3 N 4
（7）高纯硅的制备
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统编人教版高中化学必修第二册《第三节无机非金属材料》优质课公开课课件、教案 第五章化工生产中的重要非金属元素 第3节无机非金属材料 教材分析 本节内容主要包括传统硅酸盐材料和新型无机非金属材料。教材首先从物质的组成和结构入手，介绍无机非金属材料的性能特点，包括耐高温、抗腐蚀等性能。从材料组成的角度，对生活中常见的无机非金属材料进行分类，介绍陶瓷、玻璃和水泥等传统硅酸盐材料在人类日常生活中的广泛应用，以及材料对人类文明的推动作用。之后，介绍新型无机非金属材料，包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料，以及这些材料在信息、能源等领域产生的影响，展现化学科学对新材料研发的重要作用，让学生了解化学学科对社会进步的价值，提升“科学态度与社会责任”等学科核心素养。 本节内容主要为无机非金属材料知识的常识性介绍，呈现方式主要为正文描述结合图片和资料卡片等栏目的形式，信息多，阅读量大。建议教学时提前布置学生自学。在课意上以讲授与讨论相互结合的形式进行归纳整合。 教学目标与核心素养 【学习目标】 1、了解并掌握硅、二氧化硅的性质，了解二者在生产、生活中的应用。 2、根据无机非金属材料在生产、生活中的应用来研究材料的性能及应用，认识到材料对生产、生活的影响。 【核心素养】 1、通过对硅及化合物的学习培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。
2、通过对无机非金属材料的了解，深刻认识化学对社会可持续发展的重要的作用，培养学生科学态度和社会责任的化学核心素养。 教学重难点 重点：玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途，普通玻璃的主要成分。 难点：粗硅的提存 课前准备 多媒体、二氧化硅的模型等 教学过程 【引入】 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了金属材料，还有无 机非金属材料等。从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。 【讲解】 一、硅酸盐材料 1、无机非金属材料 2、传统无机非金属材料：、、。 【资料卡片】硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。每个Si结合4个O，Si在中心，O在 四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个 四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多 具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
人教版高中化学必修2教学案 第三单元化学与材料的发展课题1无机非金属材料含答案
课题1无机非金属材料 传统硅酸盐材料 1．传统硅酸盐材料概述 (1)生产原料：黏土、石英、钾长石、钠长石等。 (2)结构：一般都含有[SiO 4]4－。 (3)共性：大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。 2．陶瓷 (1)制备原料：黏土、水、彩釉。 (2)条件：高温烧结。 (3)种类：土器、炻器、瓷器等。 (4)性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。 3．玻璃 (1)生产原料：石英砂、石灰石、纯碱。 (2)主要成分：Na 2SiO 3和CaSiO 3。 (3)反应原理： Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2 CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2 (4)特种玻璃： 品种主要有：石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。 4．水泥 (1)原料：石灰石、黏土和辅助原料(如石膏等)。 (2)主要成分：3CaO ·SiO 2、2CaO ·SiO 2、3CaO ·Al 2O 3、4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3等。 (3)性质：在空气和水中逐渐硬化。 (4)用途：作建筑材料，制成水泥砂浆或混凝土。 [跟随名师·解疑难] (1)陶釉料中主要含有一些金属及金属氧化物，如红色Cu 2O 。 (2)玻璃没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。在软化状态时，可以被吹成各种形状的玻璃制品。 (3)石膏的作用是调节水泥的硬化速度。
(4)水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的主要成分是硅酸盐、铝酸盐，而不是氧化物。 (5)水泥吸水能力强，储存和运输过程中注意防水、防潮。 [剖析典例·探技法] [例1] 下列有关传统硅酸盐材料的说法不． 正确的是( ) A ．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石 B ．玻璃加热熔化时有固定的熔点 C ．生产陶瓷的原料主要为硅酸盐 D ．玻璃的成分中含有SiO 2，不能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放烧碱 [名师解析] 生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土，生产陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分是Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，为硅酸盐。玻璃不是晶体，在熔化时没有固定的熔点。SiO 2能与NaOH 反应生成Na 2SiO 3，使瓶塞与瓶口粘在一起。 [答案] B [名师点睛] 磨砂处理后的玻璃，在常温下极易被强碱或强碱性物质腐蚀。未磨砂处理的玻璃在常温下耐碱，在高温下不耐碱。因此常温下盛装NaOH 等强碱溶液可用玻璃瓶，但不能用磨砂玻璃塞；加热熔化NaOH 等强碱固体时，不能用玻璃试管或瓷坩埚，通常用铁坩埚。 新型无机非金属材料 1．新型陶瓷 (1)碳化硅(SiC)：又称金刚砂，结构与金刚石相似，硬度大、耐高温，可作航天器的涂 层材料。工业上制备碳化硅的化学方程式为SiO 2＋3C =====>1 900 ℃SiC ＋2CO ↑。 (2)氮化硅熔点高、硬度大、化学性质稳定，它的制造方法有多种，可以将高纯硅与纯 氮气混合，在1 300 ℃条件下反应制得，化学方程式为3Si ＋2N 2=====1 300 ℃Si 3N 4；也可以用 四氯化硅和氮气在氢气保护下反应制得，化学方程式为3SiCl 4＋2N 2＋6H 2===Si 3N 4＋12HCl 。 2．单晶硅 硅是目前半导体工业最重要的基础材料，其导电特性对杂质十分敏感，必须首先制备高纯度的硅。高纯度硅制备的主要反应： (1)SiO 2＋2C =====1 600～1 800 ℃Si ＋2CO 。 (2)Si ＋3HCl =====250～300 ℃Cu 粉或Ag 粉SiHCl 3＋H 2。
人教版高中化学必修二 与材料的发展课题1无机非金属材料教学案
课题1无机非金属材料 1．传统硅酸盐材料概述 (1)生产原料：黏土、石英、钾长石、钠长石等。 (2)结构：一般都含有[SiO 4]4－ 。 (3)共性：大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。 2．陶瓷 (1)制备原料：黏土、水、彩釉。 (2)条件：高温烧结。 (3)种类：土器、炻器、瓷器等。 (4)性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。 3．玻璃 (1)生产原料：石英砂、石灰石、纯碱。 (2)主要成分：Na 2SiO 3和CaSiO 3。 (3)反应原理： Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2 CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2 (4)特种玻璃： 品种主要有：石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。 4．水泥 (1)原料：石灰石、黏土和辅助原料(如石膏等)。 (2)主要成分：3CaO·SiO 2、2CaO·SiO 2、3CaO·Al 2O 3、4CaO·Al 2O 3·Fe 2O 3等。 (3)性质：在空气和水中逐渐硬化。 (4)用途：作建筑材料，制成水泥砂浆或混凝土。 [跟随名师·解疑难] (1)陶釉料中主要含有一些金属及金属氧化物，如红色Cu 2O 。 (2)玻璃没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。在软化状态时，可以被吹成各种形状的玻璃制品。 (3)石膏的作用是调节水泥的硬化速度。
(4)水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的主要成分是硅酸盐、铝酸盐，而不是氧化物。 (5)水泥吸水能力强，储存和运输过程中注意防水、防潮。 [剖析典例·探技法] [例1] 下列有关传统硅酸盐材料的说法不． 正确的是( ) A ．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石 B ．玻璃加热熔化时有固定的熔点 C ．生产陶瓷的原料主要为硅酸盐 D ．玻璃的成分中含有SiO 2，不能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放烧碱 [名师解析] 生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土，生产陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分是Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，为硅酸盐。玻璃不是晶体，在熔化时没有固定的熔点。SiO 2能与NaOH 反应生成Na 2SiO 3，使瓶塞与瓶口粘在一起。 [答案] B [名师点睛] 磨砂处理后的玻璃，在常温下极易被强碱或强碱性物质腐蚀。未磨砂处理的玻璃在常温下耐碱，在高温下不耐碱。因此常温下盛装NaOH 等强碱溶液可用玻璃瓶，但不能用磨砂玻璃塞；加热熔化NaOH 等强碱固体时，不能用玻璃试管或瓷坩埚，通常用铁坩埚。 1．新型陶瓷 (1)碳化硅(SiC)：又称金刚砂，结构与金刚石相似，硬度大、耐高温，可作航天器的涂 层材料。工业上制备碳化硅的化学方程式为SiO 2＋3C =====>1 900 ℃SiC ＋2CO ↑。 (2)氮化硅熔点高、硬度大、化学性质稳定，它的制造方法有多种，可以将高纯硅与纯 氮气混合，在1 300 ℃条件下反应制得，化学方程式为3Si ＋2N 2=====1 300 ℃Si 3N 4；也可以用 四氯化硅和氮气在氢气保护下反应制得，化学方程式为3SiCl 4＋2N 2＋6H 2===Si 3N 4＋12HCl 。 2．单晶硅 硅是目前半导体工业最重要的基础材料，其导电特性对杂质十分敏感，必须首先制备高纯度的硅。高纯度硅制备的主要反应： (1)SiO 2＋2C =====1 600～1 800 ℃Si ＋2CO 。 (2)Si ＋3HCl =====250～300 ℃Cu 粉或Ag 粉SiHCl 3＋H 2。
第五章 第三节 无机非金属材料 第二课时 教案--高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
无机非金属材料第二课时教案 一、教学内容分析 （一）课标分析 本课内容在《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中对应必修课程模块二常见的无机物及其应用中主题“5—非金属及其化合物”的内容。通过对课标进行分析，可得到如下三类具体教学内容。 【内容要求】 2.5非金属化合物 结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解费劲使及其化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。 2.6物质性质及物质转化的价值 了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 【教学提示】 教学策略 发挥核心概念对元素化合物学习的指导作用；重视开展高水平的实验探究活动；紧密联系生产和生活实际，创设丰富多彩的真实问题情境。 【学业要求】 1、能列举、描述、辨识典型物质重要的物理和化学性质及实验现象， 能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。 2、能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备分离提纯检 验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。 综上，对于“无机非金属材料”一课，需要基于课标建立实际情境，帮助学生学会掌握利用物质的相关性质进行分离提纯，建立在工业上从矿石中提取高纯物质的模型，培养学生的科学意识和社会责任感。 （二）教材分析
本节课立足于义务教育阶段人教版必修二第一章第三节的第二课时部分，本节位于“”的最后一节，在本章前两节学生已经学习了硫、氮的结构、性质、转化和应用，非金属元素的学习马上进入尾声，同时，第一课时中介绍了传统硅酸盐材料的组成、性能和应用以及硅和二氧化硅的性质，本节课则主要介绍新型无机非金属材料，包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料、以及这些材料在信息、能源领域的应用，并以二氧化硅的提纯、高纯硅的提纯的讨论探究为例，对硅及其化合物的性质进行归纳复习。 二、学情分析 本节课的授课对象是普通高中的高一学生。这类学生经过一学期的高中化学学习，已经对高中化学有了大致的认识和定位，初步形成适合自己的学习方法和节奏，化学学科知识体系初步形成，化学学科核心素养已经有了初步发展。 在知识储备方面，学生经过本章前两节的学习，已经掌握了两个重要非金属元素——硫、氮的性质与转化，结合必修一中氯及其化合物的学习，形成了研究非金属元素及其化合物的基本思路和方法，并能够将化学知识与实际相结合。 在思维能力方面，学生经过对元素化学的学习，“结构-性质-应用”的元素化学学习模型已经基本建立，已经初步构建起研究元素的性质及其转化的知识框架，同时，学生前期对氯、硫、氮的学习奠定了独立思考、科学探究的思维基础，具有较强的辩证思维；学生的年龄大概在15岁上下，处于皮亚杰认知发展阶段论的形式运算阶段，这一阶段的学生推理能力得到提高，能从多种维度对抽象的性质进行思维，他们能够用逻辑推理、归纳或演绎的方式来解决问题，能够更加灵活地学习、接受本节课的知识。 在情感价值观方面，中学生的情感发展已到成熟阶段，能够具有完善的独立思考和判断的能力；在皮亚杰道德发展阶段理论中，此阶段的学生已经具有公正观念，他们开始倾向于以公道、公正作为判断是非的标准，可以对其进行科学意识与社会责任感的培养的教育；该年龄段的学生通常对社会热点事件具有强烈的好奇心，关注时事政治新闻，可以从最新时政热点入手引起学生的学习兴趣。 三、教学目标 1、利用冬奥会的最新社会热点素材，体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，提高学生利用化学知识解决实际问题的能力，培养学生的科学精神和社
第五章第三节无机非金属材料讲义高一下学期化学人教版必修第二册
第三节无机非金属材料 【学习目标】 1、了解无机非金属材料、金属材料和高分子材料的特点以及它们在生产和生活中的广泛应用； 2、了解常见无机非金属材料、金属材料和高分子材料的生产原理。 【知识点梳理】 一、硅酸盐材料 硅酸盐工业：以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品的工业。如制造陶瓷、玻璃、水泥等。 1．陶瓷 （1）生产原料：黏土等。 （2）生产过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却。 （3）陶瓷种类：土器、陶器、炻器、瓷器等。 （4）性能及优点：抗氧化、耐酸碱、耐高温，绝缘，易加工成型等。 （5）特种陶瓷：精细陶瓷（高强度、耐高温、耐腐蚀，并具有声、电、光、热、磁等方面的特殊功能）。 2．玻璃 （1）生产原料：纯碱、石灰石和石英石少（含硅物质）。 （2）生产设备：玻璃窑。 （3）生产过程：把原料粉碎，按适当的比例混合放入玻璃窑中加强热熔化，冷却后即得普通玻璃。 高温高温（4）主要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 （5）主要成分：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的混合物。 （6）重要性质：玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质。没有固定的熔点，受热只能慢慢软化。 3．水泥
（1）生产原料：石灰石、黏土和其他辅料（如石膏）。 （2）生产设备：水泥回转窑。 （3）生产过程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在窑中烧至部分熔化、冷却成块状熟料。再加入适量石膏磨成细粉，即得普通水泥。（概括为：“两磨一烧加石膏”） （4）主要成分：硅酸三钙（3CaO ·SiO 2）、硅酸二钙（2CaO ·SiO 2）、铝酸三钙（3CaO ·Al 2O 3）、铁铝酸四钙（4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3）等的混合物。 （5）重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。贮存时应注意防水。 （6）主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。 知识点诠释： （1）硅酸盐工业的共同特点：生成物都是硅酸盐；原料都有含硅的物质；反应条件都是高温；反应原理都是发生了复杂的物理、化学变化。 （2）水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物，混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物。 （3）水泥的特性——水硬性：水泥跟水掺和搅拌、静置后变硬的特性。水泥的水硬性属于化学性质，发生的变化属于化学变化。 二、新型无机非金属材料 1.硅和二氧化硅 （1）工业制法：工业上用焦炭在电炉中将石英砂还原得到粗硅：化学方程式为SiO 2+2C Si+2CO ↑。 （2）粗硅提纯：将粗硅与氯气或氯化氢反应可得SiCl 4或SiHCl 3，化学方程式为： Si+2Cl 2SiCl 4 或 Si (粗)+3HCl SiHCl 3+H 2 用蒸馏方法将产物提纯后再用H 2还原，得到高纯硅。化学方程式为： SiCl 4+2H 2Si (纯)+4HCl 或 SiHCl 3+H 2Si (纯) +3HCl 特别提示 碳、硅处于同一主族，据其在表中的位置知碳的非金属性比硅强，还原性比硅弱，而 在SiO 2+2C Si+2CO ↑中，由氧化还原“强弱规律”知碳的还原性却比硅强。这两者并 不矛盾。碳的非金属性比硅强表现在CH 4比SiH 4稳定，H 2CO 3酸性强于H 2SiO 3。而在SiO 2+2C 高温 高温 高温 高温 高温 250～300℃
人教版高中化学必修第二册《第三节无机非金属材料》教案及教学反思
人教版高中化学必修第二册《第三节无机非金属材料》教案及教学反思 一、教案 1. 教学目标 本节课主要目标是： 1.了解什么是无机非金属材料，其类型和性质； 2.掌握非金属材料的制备方法、特点与应用； 3.能够解决真实问题，并运用所学知识到科技创新及 环保中。 2. 教学内容 1.无机非金属材料的定义、分类及性质； 2.无机非金属材料的制备方法; 3.无机非金属材料的应用。 3. 教学重点、难点 本节课的教学重点和难点是： 1.掌握无机非金属材料各类的区别与特点，以及其制 备方法； 2.能够理解其广泛应用及解决真实问题。 4. 教学过程 本节课的教学过程分为以下几个环节： 环节一：导入新课 在开始讲解新课程之前，让学生看一段视频或图片，让学生了解一些相关的壮观或者有趣的现象，比如说磁铁吸附铁屑
的现象。这样可以引起学生的兴趣，并能够加深他们对化学世界的认知。 环节二：知识讲解 老师主要讲授区分和性质、制备方法及应用分别更新一些 先进新材料的方法。例如，基于上述新材料知识，可以介绍一些运用无机非金属材料解决实际问题的案例，比如去除工业废水中的重金属离子等，以此加深学生对无机非金属材料的理解。 环节三：习题演练 为了加深学生的理解，老师可以在课后布置相关问题，鼓 励学生运用所学来解决问题，并要求学生通过各种方法寻找解决问题的方法并评估其可行性。 5. 教学评价与反思 通过本节课的教学，我发现学生们对新材料这一课程的理 解很有局限性。他们的知识面比较窄，不了解材料除金属外的主要材料种类的分布趋势与特点。我认为我的教学应该更加灵活和个性化，使课堂更丰富和多样化，让学生能够在各种情况下，更好地理解和掌握所学知识。 二、教学反思 本节课的反思主要集中在以下几个方面： 1. 教学思路 本节课程中主要我没有充分考虑到本次教学所需的关键知 识点与概念的精炼和提炼。是否存在问题和可以优化部分可以通过阅读一些新的教学案例来了解和发现。同时，我也应该更加关注学生对一个具体概念的理解情况，以确保所有学生都能正确掌握教学内容。
人教版高一化学必修第二册《无机非金属材料》说课稿
人教版高一化学必修第二册《无机非金属材料》说课稿 一、教材解读 本章节为人教版高一化学必修第二册中的《无机非金属材料》单元。这一单元主要围绕无机非金属材料的基本特性、制备方法和应用进行讲解。通过学习本单元，学生将了解不同类型的无机非金属材料，了解其组成、结构以及性质，并掌握相关的实验操作技巧。 二、教学目标 1.知识与能力目标： –了解无机非金属材料的基本概念、特性和制备方法； –理解无机非金属材料的组成、结构以及与金属材料的区别； –掌握无机非金属材料在生活中和工业生产中的应用。 2.过程与方法目标： –引导学生通过实践探究的方式对无机非金属材料进行观察和实验操作； –培养学生的分析和解决问题的能力； –激发学生的兴趣，培养学生对化学实验的探索精神。 3.情感态度与价值观目标： –培养学生对环境保护和可持续发展的意识； –培养学生的创新思维和实践能力； –培养学生的团队合作意识和交流能力。
三、教学重难点 1. 教学重点： •理解无机非金属材料的基本特性和制备方法； •掌握无机非金属材料在生活和工业中的应用。 2. 教学难点： •理解无机非金属材料的结构与性质的关系； •掌握实验操作技巧及安全措施。 四、教学准备 •教材《人教版高一化学必修第二册》； •教学多媒体设备； •相关实验器材和试剂。 五、教学步骤与内容 第一步：导入（5分钟） 通过提问的方式激发学生对本单元内容的兴趣，引导学生回顾有关无机非金属材料的基本知识，例如：什么是无机非金属材料？无机非金属材料有哪些特点？ 第二步：知识讲解与学习（20分钟） 1.通过多媒体展示相关图片和案例，让学生对无机非 金属材料的应用有直观的认识； 2.介绍无机非金属材料的分类和特性，比较金属材料 和无机非金属材料的区别； 3.讲解无机非金属材料的制备方法，包括人工方法和 自然方法； 4.强调无机非金属材料在生活和工业中的广泛应用， 如玻璃、陶瓷、水泥等。
高二化学《无机非金属材料》说课稿
高二化学《无机非金属材料》说课稿 一、教材结构和内容分析 第三章《非金属及其化合物》主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在“金属及其化合物”之后，是常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。因为硅是地壳的基本骨干元素，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域的应用前景十分广阔，含硅元素的材料制品大都以二氧化硅为原料，硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位，所以介绍硅及其化合物，体现了硅元素存在的普遍性和广泛性，也突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。从学生学习的角度来看，硅及其化合物性质也比较简单，学生的学习负担比较轻，有利于学习积极性的保护和培养。学生也可以进一步尝试联系生活实际及从实验操作和实验现象去探索物质的化学性质;从微观结构去深化对性质和用途的理解，这种学习方式的过程和方法一经掌握后，可以为以后学习元素化合物知识内容打下良好的基础。 二、教学目标 依据新课程理念，本着对教材结构和内容的理解，我提出如下教学目标： 1. 知识和技能目标：了解硅单质及二氧化硅的主要性质，认识硅及二氧化硅的广泛用途，探索非金属的性质和非金属的原子结构的关系，初步学会从实验的角度探索和认识物质的化学性质的本领。 2. 过程与方法目标：使学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性，培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力。通过“结构——性质——用途”的学习模式，让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。并体验通过联系生活实际及实验解决化学问题，揭示物质性质的过程与方法。 3. 情感态度和价值观目标：通过课本及课件中大量的精美图片、实物、相应的化学实验现象感受到化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献，提高学习化学的兴趣，形成科学的社会观，关心环境，资源再生等与现代社会有关的化学问题，培养学生社会责任感。三、教学重点、难点 因为在一节课中不可能面面俱到的讲清楚非金属的所有的性质，所以要有所侧重，其中二氧化硅的性质是本节课的重点所在。同时也由点到面，学会把非金属之间性质进行比较，并了解非金属的性质和非金属原子的结构之间的密切关系，这些是本节课教学的难点所在。我通过模型、课件、教科书中的彩图和插图展示二氧化硅的结构特点来实现难点的突破，充分发挥教师的引导作用，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣。 四、教法和学法 教法：教学活动是教师和学生的双边活动，应当使之相互促进、协调发展。在教学过程中我准备采用情境激学即创设学生熟悉的意境，激发学生的学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生在熟悉的意境中主动探究科学的奥妙;通过学生的动手操作，观察分析实验现象，了解硅酸的化学性质;充分应用课件、插图等，并联系生活实际提高学生积极探索的兴趣。学法：教学过程不仅需要教师的活动，而且需要学生的活动，只有把教师教的化和学生学的化融合在一起，才能保证教学化有一个完整的过程。学生在学习的时候可以多做比较，如碳和硅的性质比较，二氧化硅和二氧化碳的性质比较;同时教学中注意始终让学生多种感官协同并用，把耳听、眼看、脑想、手写等结合起来，共同完成学习任务。本节课中学生要阅读、思考、分析、讨论和交流，因此需要多种感官同时开通;在实验中教师在实验之始，向学生提示观察角度，重视引导学生对实验现象完整而准确地叙述。 五、教学程序 1、新课引入：以“在美国加利福尼亚州有一个规模宏大的高科技工业园区，是美国电子技术
高中化学人教版选修2教案 无机非金属材料
无机非金属材料 一、教材分析和建议 本课题是按照资源、材料和（化学）技术间的关系展开的，也是组织化学与材料的发展这一单元内容的主线。 首先是资源，传统无机非金属材料（如陶瓷、玻璃、水泥等）大都直接取材于自然界，所以，决定社会发展水平的材料生产对资源的依赖程度很高。在自然界中，有的资源十分丰富，如空气、水、黏土等，因此，人类使用的原始材料大多直接来自天然产物，如果实现自然资源的深度开发，就需要依赖材料、工具的发展来支持。 如何更加合理地开发自然资源，如何从初级材料转化为适合某种技术需要的材料，需要依靠化学家对物质中所含有元素的提炼或原子的重新组合。例如，二氧化硅是一种极其丰富的资源，但硅特别是高纯度硅却是一种人造的材料，没有高纯度硅，现代信息技术就不可能实现。化学对技术所需的具有某种特殊性能材料的研制，已经成为现代科技发展的先决条件之一。 化学家研制的千万种新的化合物，为技术发展提供可供开发的材料资源。有了技术发明，没有适合这种技术的材料，只能是无米之炊；只有材料，没有利用这种材料的高技术，这种材料就无法实现它的实际价值。所以，从化学与技术和材料之间的关系，我们可以说化学为技术进步可以提供重要的材料支持。 基于上述考虑，本课题从传统硅酸盐材料引入，到新型无机非金属材料，再到，说明新材料可以诞生新科技，使关于化学与材料发展关系的石墨、金刚石和Ｃ 60 阐述，层次清楚、条理分明。 教学建议如下： 1. 陶瓷、玻璃和水泥等传统硅酸盐材料，与我们的日常生活紧密相关，它们的一些性质和特点可以被学生直观地观察和认识。需要指出的是，虽然，人类制造和使用这些材料及其制品已有几千年的历史（玻璃和水泥除外），但它们的化学组成大多比较复杂，目前对于它们生产原理的认识还是有限的，即使一些生产过程实现了连续化、自动化，其中的经验成分仍然很大。高中阶段，主要使学生理解硅酸盐材料的稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、耐腐蚀等特点，是由其中的关键结构成分硅氧四面体决定的。另外，在陶瓷烧制过程中釉料发生的氧化还原反应导致多姿多彩的陶瓷制品，可以对氧化还原反应在实际生产中的广泛应用加深理解和认识，为了更加直观，可以找来一些金属、金属氧化物粉末，对比它们颜色的不同。对于玻璃、水泥的生产，侧重于认识它们的主要化学组成和基本反应原理，通过一些实验和讨论，认识这些材料具有的一些化学性质，结合日常生活经验，以引起学生对有关问题进一步探究的兴趣。 2. 新型无机非金属材料，则强调利用化学方法可以获得传统工艺和方法无法得到的性能优异的材料，以满足现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的需要。教科书中仅以一些新型陶瓷、单晶硅，说明化学在新型无机非金属材料制造过程中所起的特殊支持作用，为帮助学生体会化学对新材料研制中的重要意义，教师还可以举出其他一些实际例子。 3. 通过人们对石墨、金刚石和碳60这三种碳单质的认识、开发和利用，进一步说明化学对新材料的研究是如何推进技术的进步，并有可能开辟新的技术领域。教学中，图3-14可以成为教师开发这一主题的基本素材。其后的“科学视野”试
《3-1 无机非金属材料》教案1
课题3 无机非金属材料 教案1 一、教材分析 《无机非金属材料》是人教版高中化学选修二第三单元《化学与材料的发展》第一节的教学内容，主要学习的是一些常见的传统和新型无机非金属材料，重点了解陶瓷、玻璃，水泥，新型陶瓷的特点、用途、应用情况。本章节内容稳合选修二(化学与技术)课程的设置理念，也暗合STS教育理念，新能源，新材料是当今社会发展的一个主旋律。 《无机非金属材料》被安排在本章内容的第一节，突出表现出这一节内容在实际生产应用中的重要作用。在必修一中我们重点探究学习过了“无机非金属材料的主角---硅”的知识，了解到一些常见的硅酸盐以及它们的相关知识性质，也初步认识到了几种常见的硅酸盐产品---陶瓷，玻璃及水泥，对新型无机非金属材料也有些雏形的了解。 本节内容，在本章的学习中起着统筹作用，为后面两节内容做了铺垫，学生在学完本节内容后，对于化学与材料就有了一个整体上的把握及感性认知。 二、学情分析 【学生“起点能力”分析】 学生在重点学习了必修一“无机非金属材料的主角---硅”的内容后，对于常见的硅酸盐材料陶瓷，玻璃及水泥有了一定的认知，并通过实验探究也掌握了Na2SiO3的性质，有了这些基础，学生接触新知识也比较自然顺畅了。 【学生“生活概念”分析】 由于本节内容较多地渗透了化学物质在生活中的应用，联系实际的面较宽，因此要求学生掌握更多的生活概念。学生在预习时已经按照我先前的引导查阅了相关知识，有了一定的生活基础。 【学生“认知方式”分析】 学生理解能力基本上没问题，但是处理信息能力及对信息联系生活实际加以应用的能力较差，因此在教学中要加强学生这些能力的培养。 三、教学目标 【知识与技能】 1，列举说明我们生活中存在的一些无机非金属材料；
2020-2021学年高中化学新人教版必修第二册 第5章第3节无机非金属材料学案 (1)
第三节 无机非金属材料 课标解读 内容要求 学业要求 1.结合实例认识无机非金属材料的组成、性能与应用之间的联系。 2.结合真实情景中的应用实例,了解硅酸盐、硅和二氧化硅的主要性质。 1.通过无机非金属材料的学习,认识化学对社会发展的重要贡献,具有可持续发展的意识,能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。 2.通过实例认识二氧化硅、硅、硅酸盐等的性质和应用,认识和了解它们在生产、生活中的应用。 学习任务一 硅酸盐材料 陶瓷在我国有悠久的历史,手工制造陶瓷的一般过程如图所示。请你结合初中学过的知识,回答下列问题。 (1)制造陶瓷的原料是什么? (2)手工制造陶瓷的过程中,一定发生化学变化的是哪个过程? 答案 (1)制造陶瓷的原料是黏土。 (2)一定发生化学变化的是④烧结。 1.硅酸盐的结构、特点 结构 特点
硅氧四面体 硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点 2.陶瓷 产品 主要原料 制备过程 生产应用 陶瓷 ① 黏土 原料经高温烧结而成 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 3.玻璃和水泥 产品 主要原料 主要设备 主要成分 用途 普通 玻璃 ② 纯碱、石灰石、石英砂 ③ 玻璃窑 ④ Na 2SiO 3、 CaSiO 3、SiO 2 建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等 水泥 ⑤ 石灰石、黏土 ⑥ 水泥回转窑 ⑦ 硅酸盐 和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土,大量用于建筑和水利工程 判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。 1.制水泥、玻璃的共同原料是石灰石( √ ) 2.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物( ✕ ) 3.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土( √ ) 4.传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分都是硅酸盐 ( √ ) 1.下图是常见的硅酸盐产品。请指明各图中展示的硅酸盐产品所属的类别。它们都是混合物吗? 答案 图1、2属于陶瓷,图3属于水泥,图4属于玻璃。它们都是混合物。 2.钢化玻璃是普通平板玻璃经过再加工处理而成的一种玻璃。为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身抗风压性、寒暑性、冲击性等。利用题目信息分析钢化玻璃与普通玻璃成分是否相同 ?
高一化学人教版必修第二册 第五章 第三节 无机非金属材料
无机非金属材料 核心知识点一： 一、硅酸盐材料 硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。 1. 硅酸 （1）物理性质 不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。 硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化剂的载体。 （2）化学性质 ①弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应
H2SiO3 + 2NaOH＝Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2OH－＝SiO32－+ 2H2O 比碳酸酸性弱：Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO2和水：H2SiO3H2O＋SiO2 （3）制备方法 由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶性硅酸盐+酸制得。 Na2SiO3 + 2HCl＝2NaCl + H2SiO3 ↓ SiO32－+ 2H+＝H2SiO3 ↓ 【注意】①硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取硅酸 ②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸： Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3 ↓ SiO32－＋CO2＋H2O＝CO32－＋H2SiO3 ↓ ③如前所述， SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO2从体系中挥发出来，而SiO2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较 2. 硅酸钠 （1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装，但是不能用玻璃塞，应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 （2）化学性质
2019_2020学年新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素3无机非金属材料教案新人教版必修第二册
第三节无机非金属材料 1．硅酸盐材料 (1)硅酸盐的结构、特点
(1)硅和二氧化硅 ①主要应用
涉及的主要化学反应为 (a)SiO 2＋2C =============1 800～2 000 ℃ Si ＋2CO↑ (b)Si ＋3HCl =====300 ℃ SiHCl 3＋H 2 (c)SiHCl 3＋H 2=====1 100 ℃ Si ＋3HCl (2)新型陶瓷——碳化硅(SiC) ①富勒烯：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其代表物为C 60。 ②碳纳米管：由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的化学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 ③石墨烯：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。
硅和二氧化硅的化学性质 1．硅的化学性质 (1)在常温下不活泼，但能与氢氟酸反应： Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 (2)加热条件下能与O 2、Cl 2等反应： Si ＋O 2=====△SiO 2；Si ＋2Cl 2=====△ SiCl 4。 2．二氧化硅的化学性质 (1)二氧化硅是一种酸性氧化物 SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O SiO 2＋CaO=====高温 CaSiO 3 (2)二氧化硅能与氢氟酸反应 SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O
1．硅被誉为无机非金属材料的主角。下列产品的主要成分不是硅酸盐的是( ) A ．光导纤维 B ．玻璃 C ．水泥 D ．陶瓷餐具 解析：选A 。传统的硅酸盐材料有水泥、玻璃和陶瓷，其主要成分都是硅酸盐。光导纤维的化学成分是SiO 2，属于氧化物，不是硅酸盐，所以选A 。 2．华裔科学家高锟因“在光学通信领域中光在光导纤维中传输的研究方面所取得的开创性成就”获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是( ) A ．Si B ．SiO 2 C ．CaSiO 3 D ．SiCl 4 解析：选B 。光导纤维的主要成分为SiO 2。 3．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，其功能远比我们想象的要大得多，这对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为 ①SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑ ②Si＋2Cl 2=====高温 SiCl 4 ③SiCl 4＋2H 2=====高温 Si ＋4HCl 下列对上述三个反应的叙述中，错误的是( ) A ．①③为置换反应 B ．②为化合反应 C ．①②③均为氧化还原反应 D ．三个反应的反应物中硅元素均被还原 解析：选D 。①③中硅元素被还原，②中硅元素被氧化，D 错误。 4．20世纪80年代后，人们发现和证实碳的另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子组成的分子，其中C 60(足球烯，分子中含有30个双键)最具代表性。下图所示为n 个C 60 连
高中化学人教版 必修第2册第五章 第三节无机非金属材料
第三节无机非金属材料 原创不容易，为有更多动力，请【关注、关注、关注】，谢谢！ 东宫白庶子,南寺远禅师。——白居易《远师》 上大附中何小龙 [核心素养发展目标] 1.了解硅酸盐及其结构特点，了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。2.了解硅和二氧化硅的性质，认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用，增强关注社会的意识和责任感。 一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料 1.硅酸盐及其结构 (1)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。 (2)硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。 (3)硅酸盐的特性 硅氧四面体结构的特殊性，决定了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。 2.常见的硅酸盐材料
(1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的合物( ) (2)硅酸盐结构较为复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定( ) (3)硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合( ) (4)水泥与玻璃的共同原料是石灰石，水泥与陶瓷的共同原料是黏土( ) (5)陶瓷、玻璃、水泥的生产都需要在高温下进行( ) (6)玻璃和水泥生产中都发复杂的物理和化学变化( ) 答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√ 1.传统的玻璃陶都是硅酸盐产品，根据你的观察和使用经验，将它们的主要物理性质和化学性填入下表。