《无机非金属材料的主角--硅(绝对精品)课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机非金属材料的主角--硅(绝对精品)课件（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 无机非金属材料的主角硅地球生物生存的根基空气、水、阳光硅 酸 盐硅在自然界的存在形态： 没有游离态，只有化合态，以二 氧化硅和硅酸盐的形式存在于岩石和 矿物中。2 2、硅元素在自然界中的存在、硅元素在自然界中的存在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。硅单质3、原子结构+142 8 4Si既不易失电子，又不易得电子。思考：碳、硅原子主要显几价？ +4价硅是一种亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。一、二氧化硅和硅酸Si + O2 = SiO2 C + O2 = CO2 1、存 在硅石（12%）结晶形：
2、石英无定形（沙子 ）水晶玛瑙一、二氧化硅科学视野科学视野 主要成份：主要成份：SiOSiO2 2（1）存在1、二氧化硅广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石。硅石结晶形（石英）无定形无色透明彩色环带或层状水晶玛瑙硅藻土紫水晶蔷薇石英茶水晶黄水晶玛瑙（2）SiO2结构：正四面体的空间网状结构Si O（2 2）二氧化硅的结构.SiO2 原子晶体SiO4 4、二氧化硅的晶体结构、二氧化硅的晶体结构四面体结构，每个四面体结构，每个Si接接4 4个个OO，每个，每个OO接接2 2个个SiSi ，是由是由SiSi和和OO按按1 1 ：2 2的比例所组成的立体网的比例所组成的立体网
3、 状结构的晶体。状结构的晶体。思考与交流 二氧化硅具有哪些物理性质? SiO2的这些性质是由什么决定的？（3）物理性质SiO2的这些性质主要与它的结构有 关，SiO2是正四面体的空间网状结构， 因此硬度大、熔点高。 坚硬难熔的固体， 熔沸点比较高， 不溶于水， 硬度比较大。（4）用途：光导纤维 石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品物理性质:_化学稳定性:_通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、不溶于水二氧化碳CO2 二氧化硅SiO2 状 态硬 度水溶性熔沸点气 态固 态 很 小很 大 可溶于水不溶于
4、水 很 低很 高物理性质:（与CO2 作比较）思考交流：为什么SiO2和CO2的物理性质差异很大 ？是结构上的不同SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3 高温（5）二氧化硅二氧化硅化学性是酸性氧化物SiO2 + 2OH =SiO3 2-+ H2OSiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃特性：只能特性：只能与酸中的与酸中的氢氟酸HFHF反应反应实验室盛装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。1 1、S
5、iOSiO2 2既可与碱反应既可与碱反应, ,也能与也能与氢氟酸反应, SiOSiO2 2是不是两性氧化物是不是两性氧化物 ？ 想一想2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃 试剂瓶而要用塑料瓶。?不是。因为SiOSiO2 2只能和氢氟酸反应，不和其它只能和氢氟酸反应，不和其它 酸反应。酸反应。SiO2 + 2CSiO2 + 2Mg高温高温在高温下能与还原剂反应 Si + 2COSi+ 2MgO可利用这个反应制粗硅在这两个反应中二氧化硅作什么作用？氧化剂二氧化硅(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+H
6、2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O与碱性氧 化物反应SiO2+CaO= Ca SiO3CO2+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2、硅酸 (H2SiO3)（1）制备:H2SiO3是SiO2的对应水化物，一种很弱的酸(酸性 比H2CO3还弱)，一种不溶于水的白色固体。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过 可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应 制得的。现象结论反应式 76实验观察现象并填写下表滴入酚酞溶液显红色
7、，再滴入盐酸红色 消失，并有透明胶状物质生成NaNa2 2SiOSiO3 3+ 2HCl = H + 2HCl = H2 2SiOSiO3 3( (胶体）胶体）+ 2NaCl+ 2NaCla. Na2SiO3溶液呈碱性 b. 可溶性硅酸盐与 盐酸反应生成不溶于水的硅酸 c. 先形成硅酸 溶胶，后形成硅酸凝胶 d. 静置则形成硅酸沉淀SiO32- + 2H+ = H2SiO3离子方程式：（1）硅酸的制备硅酸的制备 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3（2）硅酸的性质硅酸的性质 物理物理性质性质: :白色白色, ,胶状胶状, ,不溶于水的物不溶于水的物质。质。 化学化学性质性质: :
8、弱酸性弱酸性, ,酸性比碳酸弱.H2SiO3+2NaOH = Na2SiO3+2 H2O 不稳定性不稳定性H2SiO3=H2O+SiO2加热Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸 干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。用途本节课学习了哪些知识和学习方法？通过本节课的学习你有哪些收获或感想？小 结小 结不溶于水、极弱酸(酸性比碳酸还弱）制法：SiO32- + 2H+= H2SiO3SiO32- + H2O +CO2 =H2SiO3+ CO32-H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+H2O性质：一、SiO2
9、结构特点 物理性质 化学性质 用 途 二、H2SiO3物理性质 化学性质 用 途 实验室制法小 结小 结二、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水。 2.硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称水玻 璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。1.是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。3.硅酸盐的化学性质 （1）有很强的热稳定性，能耐高温。 （2）硅酸盐易于酸反应Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 实验4-2（硅酸钠的耐热性）放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论当水分蒸 发后燃烧当水分蒸发后 不易燃烧用
10、水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 制备木材防 火剂的原料4、硅酸盐组成表示顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 SiO2 H2O，化合价低的金属氧化物放在前面。（1）保持原有各元素化合价不变，按顺序写出 各种元素的氧化物()除氧元素外，其他元素的原子个数比符合 原来的组成，配置出现分数时应化为整数。化学式法：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：Na2 O Al2O3 3SiO2 2H2O 云母： K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O长石：
11、K2O Al2O3 6SiO2 水泥：3CaO SiO2 2CaO SiO2 玻璃：Na2 O CaO 6SiO2 粘土： Al2O3 2SiO2 2H2O无机非 金属材 料硅酸 盐产 品陶瓷 水泥 玻璃 陶瓷：原料黏土 玻璃：原料纯碱、石灰石和石英； 水泥：原料黏土和石灰石；加适量 石膏；5.用途玻璃玻璃玻璃玻璃有色玻璃有色玻璃钢化玻璃钢化玻璃加入了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化 再急速冷却水泥水泥（2）水泥原料：黏土、石灰石、石膏 设备：水泥回转窑 条件：煅烧 主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝 酸三钙等陶器陶器瓷器瓷器（3）陶瓷原料：黏土 条件：高温烧结描述景德镇的 陶瓷有这样一 句
12、话: 薄如纸,声 如磬,色如玉 .三、硅单质1.物理性质：（1）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种（自然界中没有游离态的硅）。（2）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。（3）导电性介于导体和绝缘体之间。2、化学性质-化学性质不活泼(1)常温下，不能与强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸和烧碱等物质反应。Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(2)加热条件下，能跟一些非金属单质起反应Si+O2=SiO2 Si + 2H2= SiH4高温 （1）SiOSiO2+2C = Si+2CO +2
13、C = Si+2CO （粗硅） 若C过量：SiOSiO2+3C = SiC + 2CO +3C = SiC + 2CO （2） Si+2Cl2 = SiCl4 （3）SiCl4+2H2 = Si+4HCl Si+4HCl （高纯硅）（高纯硅）3、硅的制备高温高温高温高温0 04 42 2碳化硅（俗名：金刚砂碳化硅（俗名：金刚砂 ） 课本课本P78P784.用途晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,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电脑的中央处理器（CPU）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
14、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.下列物质中属于纯净物的是( )A.Na2CO310H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃5.下列物质有固定熔点的是（ ）A.水泥 B.玻璃 C.Na2OSiO2 D.水玻璃4.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ABDC6.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B7、实验室现提供下列试剂瓶, 细口磨口塞玻璃瓶 广口瓶 细口橡皮塞玻璃瓶 棕色广口瓶 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
