《第一节-无机非金属材料的主角——硅》PPT课件

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时硅元素(silicon)在地壳中的含量氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅26.3%硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。1、存在：没有游离态，只有化合态2、分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。一、硅单质Si最外层电子数是4，碳也是。思考2：碳、硅原子主要显几价？正四价（+4价）思考1：硅原子最外层电子数是多少？我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同？+142843、原子结构4.物理性质结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。5.用途晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池利用硅的半导体性能，制成光电池，将光能转化为电能。6、硅的工业制法：粗硅：纯硅：2C+SiO2===Si+2CO↑高温Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2===Si+4HCl高温太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。大规模集成电路硅的用途非常广泛，可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池，制铝合金、铁合金等多种合金。硅芯片在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。硅在电子工业中重要作用二氧化硅(SiO2)二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。是一种坚硬难熔的固体。硅石硅矿山1.二氧化硅的存在二、二氧化硅二氧化硅晶体(石英)水晶玛瑙硅石(天然)结晶形无定形水晶晶体二氧化硅玛瑙玛瑙无定形二氧化硅SiO2.二氧化硅的结构.SiO2原子晶体SiOSiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。3.二氧化硅物理性质实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。4.二氧化硅化学性质SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3高温是酸性氧化物SiO2+2OH—==SiO32-+H2O不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2+4HF==SiF4+2H2O玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？特殊性：不能与水反应第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第二课时练习：1．地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是A．熔点很高B．与水反应生成对应的酸C．坚硬D．可与烧碱反应生成盐2．下列物质中，主要成分不是SiO2的是A．金刚砂B．玛瑙C．水晶D．石英BA()()3、实验室现提供下列试剂瓶,①细口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如何存放下列药品?依据是什么?a.二氧化硅__b.氢氧化钠溶液c.硝酸银晶体__d.氢氟酸_e.浓硫酸__②③④⑤①1.二氧化硅的存在二、二氧化硅2.二氧化硅的结构.3.二氧化硅物理性质4.二氧化硅化学性质SiO2的化学性质（很不活泼）2.特性与HF的反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O*用途：雕刻玻璃1.酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐SiO2＋CaO==CaSiO3与强碱反应生成盐和水SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O硅酸钠高温二氧化硅(SiO2)二氧化(CO2)物理性质熔沸点高、硬度大熔沸点低硬度小与水反应不反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧化物反应SiO2+CaO==CaSiO3CO2+Na2O=Na2CO3与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O不反应与碳反应SiO2+2C==Si+2COCO2+C==2CO高温高温高温5、二氧化硅的用途由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。光学纤维胃镜①石英制品②水晶石英、玛瑙③二氧化硅用来制光导纤维光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送3万门电话。现象结论反应式Ｐ76实验４－１观察现象并填写下表滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl三.硅酸(H2SiO3)1、制备:可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应（1）硅酸的制备Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓（2）硅酸的性质①物理性质:白色,胶状,不溶于水的物②化学性质:弱酸性酸性比碳酸弱.H2SiO3+2NaOH=2H2O+Na2SiO3③不稳定性H2SiO3===H2O+SiO2加热Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓（3）用途：可作干燥剂和催化剂的载体四、硅酸盐硅酸盐结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水。1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称2.硅酸盐的表示方法：①化学式法：②氧化物法：硅酸钠：Na2SiO3硅酸钙：CaSiO3硅酸钠：Na2O·SiO2硅酸钙：CaO·SiO2高岭石：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaO·3MgO·4SiO2沸石：Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O长石：K2O·Al2O3·6SiO2水泥：3CaO·SiO2·2CaO·SiO2玻璃：Na2O·CaO·6SiO2粘土：Al2O3·2SiO2·2H2Ot1.下列物质中属于纯净物的是()A.Na2CO3·10H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃3.下列物质有固定熔点的是（）A.水泥B.玻璃C.Na2O·SiO2D.水玻璃2.下列叙述正确的是()A.酸均不能与酸性氧化物反应B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同ABDC第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第三课时1．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是A．纯碱溶液B．盐酸C．硫酸D．苛性钠溶液2．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤浓硝酸⑥烧碱溶液⑦氧化钙⑧氮气A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤课堂小测3．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是A．①②③④B．②④C．①②③D．②③4、高岭土是制造瓷器的主要原料，其组成可以表示为Al2Si2Ox(OH)y。其中x、y的数值分别是A．7、2B．5、4C．6、3D．3、65．下列表述正确的是（）A．人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是SiO2B．在医疗上碳酸钠可用于治疗胃酸过多C．用于现代通讯的光导纤维的主要成分是高纯度的硅D．分散系中分散质粒子的直径：Fe(OH)3悬浊液＞Fe(OH)3胶体＞FeCl3溶液6.下列说法正确的是()A.二氧化硅溶于水显酸性B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到原硅酸.C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强.D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸7．用纯净的石英砂与烧碱溶液反应可以制得水玻璃；将二氧化碳通入水玻璃中可制得透明胶状物。请写出反应的化学方程式及离子方程式。最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称为水玻璃，硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，可用作肥皂填料、木材防火剂等。3.硅酸钠（Na2SiO3）关于硅酸盐说明：1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；硅酸和二氧化硅的制备：[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞]较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸2HCl+Na2SiO3+H2O==H4SiO4↓+2NaClH4SiO4H2SiO3SiO2常温分解受热分解无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃五、硅酸盐工业