第五章化工生產中的重要非金屬元素第三節(jié)無機非金屬材料學習目標核心素養(yǎng)1.通過查閱資料，了解傳統(tǒng)無機非金屬材料的原料、成分，認識無機非金屬材料在生產中的應用。2．通過硅、二氧化硅的結構及性質的學習，認識硅單質、二氧化硅在生產中的應用。3．通過新型無機非金屬材料的學習，認識新型無機非金屬材料在生產中的應用。宏觀辨識與微觀探析：能從二氧化硅、二氧化碳的結構的角度分析兩者性質的差異，形成“結構決定性質”的觀念。科學態(tài)度與社會責任：能通過無機非金屬材料的學習，認識化學對社會發(fā)展的重要貢獻，具有可持續(xù)發(fā)展意識，能對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。課前素能奠基課堂素能探究課堂達標驗收新課情景呈現(xiàn)名師博客呈現(xiàn)新課情景呈現(xiàn)看到計算機的芯片，傳導電話的光纜，化學實驗的玻璃儀器，你能想象得出它們都是以硅或硅的化合物材料制成的嗎？除了以硅酸鹽為主要成分的傳統(tǒng)無機非金屬材料外，你還知道其他無機非金屬材料嗎？讓我們走進教材一起學習無機非金屬材料。課前素能奠基

新知預習一、硅酸鹽材料1．無機非金屬材料2．傳統(tǒng)無機非金屬材料產品原料主要成分應用陶瓷______(含水的鋁硅酸鹽)

生產建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具普通玻璃______________________________________________________生產建筑材料、光學儀器和各種器皿，還可制造玻璃纖維用于高強度復合材料水泥_____________少量石膏

水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土黏土

純堿、石灰石和石英砂(SiO2)

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

黏土和石灰石

二、新型無機非金屬材料1．硅和二氧化硅(1)硅元素的存在與結構二

氧化物和

第三周期、

第ⅣA族硅酸鹽

(2)單質硅的制備粗硅的制取

反應化學方程式：(3)硅和二氧化硅的用途2．新型陶瓷3．碳納米材料碳納米材料在___________________等領域有著廣闊的應用前景。

結構特點應用富勒烯由碳原子構成的一系列籠形分子的總稱代表物C60開啟碳納米材料研究和應用的新時代碳納米管由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑用于生產__________、電池和傳感器石墨烯只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨應用于光電器件、超級電容器、電池和復合材料能源、信息、醫(yī)藥

復合材料

應用體驗1．我國古代在材料方面取得了突出的成就。下列材料主要成分不是硅酸鹽的是

(

)A．陶俑 B．琉璃瓦C．漢白玉 D．青花瓷解析：陶、瓷、磚、瓦、紫砂及石棉等主要成分都是硅酸鹽，而漢白玉成分是碳酸鈣，故選C。C

2．下列不屬于新型無機非金屬材料的是

(

)A．光學玻璃 B．單晶硅C．新型陶瓷碳化硅 D．碳納米管解析：光學玻璃屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料，單晶硅、新型陶瓷碳化硅、碳鈉米管都屬于新型無機非金屬材料，故選A。A

3．下列關于無機非金屬材料的說法中不正確的是

(

)A．黏土的主要成分是含水的鋁硅酸鹽，是陶瓷的主要原料，陶瓷可用于生產絕緣材料、衛(wèi)生潔具等B．普通硅酸鹽水泥的主要原料石膏，水泥大量用于建筑和水利工程C．金剛砂硬度大可作砂輪的磨料，具有良好的高溫抗氧化性能，可用作耐高溫半導體材料D．石墨烯具有電阻率低、熱導率高、強度高的特點，可用于生產動力電池和超輕海綿B

要點歸納課堂素能探究

知識點

二氧化碳與二氧化硅的性質比較問題探究1．盛NaOH溶液的試劑瓶一般是玻璃瓶、橡膠塞，你知道這是為什么嗎？提示：試劑瓶的瓶塞一般是毛玻璃，易與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉溶液，從而使瓶塞與瓶壁黏合在一起而難以打開，所以盛NaOH溶液的試劑瓶一般是玻璃瓶、橡膠塞。2．SiO2既能與NaOH溶液反應，也能與氫氟酸反應，能認為SiO2屬于兩性氧化物嗎？提示：SiO2不屬于兩性氧化物。兩性氧化物指既能與酸反應，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物。SiO2能與氫氟酸反應，但并不生成鹽和水。知識歸納總結二氧化碳與二氧化硅的性質比較物質二氧化硅二氧化碳存在存在于巖石、沙子、石英、水晶、硅藻土中空氣，燃料的燃燒產物物理性質固體，難溶于水，熔、沸點高，硬度大通常情況下為無色無味氣體，密度比空氣大，微溶于水典例1典例剖析

下列關于SiO2和CO2的說法中正確的是

(

)A．CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應B．CO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸C．CO2和SiO2在一定條件下均能將碳還原為COD．CO2和SiO2都是由相應的分子構成的A

2018年11月5日至7日，世界光纖光纜大會在杭州舉行。本次大會以“一個光纖連接的智能世界”為主題，圍繞“全球光纖光纜供需走勢”、“5G和物聯(lián)網帶來的需求展望”、“一帶一路”倡議和“智能制造”等熱點議題展開深入討論與交流。光纜的主要成分為SiO2。素養(yǎng)應用下列敘述正確的是

(

)A．CO2與SiO2都能跟H2O反應生成相應的酸B．SiO2與CO2都不能與酸反應C．SiO2與CO2(干冰)都能夠與氫氧化鈉溶液反應D．水晶的主要成分是SiC解析：SiO2與H2O不反應，A項錯誤；SiO2與HF反應，B項錯誤；SiO2和CO2都與NaOH溶液反應生成鹽和H2O，C項正確；水晶的主要成分是SiO2，D項錯誤。C

名師博客呈現(xiàn)

高純硅的制備原理下列對上述三個反應的敘述中，錯誤的是

(

)A．①③為置換反應B．②為化合反應C．①②③均為氧化還原反應D．三個反應的反應物中硅元素均被還原解析：反應①③中硅元素被還原，反應②中硅元素被氧化，D項錯誤。D

課堂達標驗收C

解析：CO2和SiO2都是酸性氧化物，化學性質相似，但物理性質差別很大，A項錯誤；硅酸的酸性比H2CO3弱，反應之所以發(fā)生，是因為CO2為氣體，可以脫離反應體系，B項錯誤；CO2和SiO2與C反應時都作氧化劑，C項正確；SiO2與HF反應時生成的SiF4不是鹽，所以SiO2不是兩性氧化物，D項錯誤。2．下列關于無機非金屬材料的說法中正確的是

(

)A．傳統(tǒng)無機非金屬材料是指：光導纖維、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B．新型無機非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，但強度比較差C．高溫結構材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點D．傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽C

解析：光導纖維的主要成分是SiO2，SiO2屬氧化物，A項錯誤；新型無機非金屬材料比傳統(tǒng)無機非金屬材料強度更好，B項錯誤；高溫結構陶瓷具有耐高溫、耐酸堿腐蝕，硬度大等優(yōu)點，C項正確；新型無機非金屬材料包括硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳納米材料，D項錯誤。C

4．500多年前，一艘載著天然蘇打晶體(Na2CO3·10H2O)的商船在航行中擱淺，船員們便在附近的沙灘上用幾塊蘇打晶體支鍋煮飯。之后他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，在蘇打晶體與沙粒接觸的地方出現(xiàn)了許多晶瑩發(fā)亮的珠子。回答下列問題：(1)沙灘上沙粒的主要成分為________(填化學式)。(2)上述晶瑩發(fā)亮的珠子可能是_____(填字母)。A．水晶顆粒 B．無水碳酸鈉C．晶體硅 D．玻璃珠SiO2