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第三节无机非金属材料高一年级化学
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材料金属材料无机非金属材料有机高分子材料
一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料兵马俑天津大剧院珠港澳大桥
硅酸盐：组成：硅、氧与其他金属元素结合而成的化合物的总称。结构：Si和O构成了硅氧四面体特点：硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀
1.陶瓷
主要原料：黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐）特点：抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘用途：建筑材料、绝缘材料、日常器皿、卫生洁具
2.玻璃
主要原料：纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）生产设备：玻璃窑反应原理：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2特点：无固定熔点，在一定温度范围内软化，可加工成玻璃制品用途：建筑材料、光学仪器、各种器皿、还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料高温高温
含铅的光学玻璃加入硼酸盐的玻璃仪器加入金属氧化物的彩色玻璃
3.水泥
主要原料：黏土和石灰石生产设备：水泥回转窑用途：水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程三峡大坝
1.硅（1）原子结构：如左图（2）元素周期表位置：第3周期，第ⅣA族，正好处于金属与非金属的过渡位置（3）性能：单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用广泛的半导体材料二、新型无机非金属材料
高纯硅的制取和用途硅单质的用途硅芯片、太阳能电池Si在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式存在。Si是一种亲氧元素，在自然界中没有游离态。粗硅的制备SiO2+2CSi+2CO↑粗硅粗硅变纯硅Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl300℃1100℃1800～2000℃硅芯片硅太阳能电池
2.二氧化硅沙子水晶玛瑙石英物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大，不导电
SiO2的化学性质a.酸性氧化物①与碱溶液反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O已知：Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂。思考：实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，还是玻璃塞？为什么？回答：应使用橡胶塞。因为玻璃中含有SiO2，与NaOH溶液反应生成的Na2SiO3的水溶液有黏性，会将玻璃塞与瓶口内侧发生粘连而无法打开。
SiO2的化学性质a.酸性氧化物①与碱溶液反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O②与碱性氧化物反应：SiO2+CaOCaSiO3③与某些盐反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑以上两个反应为工业制玻璃的主要反应高温高温高温
SiO2的化学性质b.特性氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应生成SiF4和H2O。请写出该反应的化学方程式。想一想为什么可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃？氢氟酸用什么样的试剂瓶存放？SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O玻璃中有SiO2，可与氢氟酸反应而使部分玻璃溶解，使玻璃表面呈现磨砂状。氢氟酸应该用塑料瓶盛装
光导纤维SiO2的用途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
3.新型陶瓷高温陶瓷压电陶瓷透明陶瓷碳化硅（SiC）俗称
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