化学1必修4.1《无机非金属材料的主角—硅》教学幻灯片

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1、第一节 无机非金属 材料的主角硅第四章非金属及其化合物第二课时硅酸盐和单质硅第一课时二氧化硅和硅酸第一节无机非金属材料的主角-硅第一节无机非金属材料 的主角硅第一课时 二氧化硅和硅酸硅及二氧化硅的性质（一）硅元素在自然界中的存在和含量（二）硅元素的位置与结构（三）二氧化硅和硅酸1.二氧化硅的结构和性质2.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途3.探究硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实本课知识点硅单质（Si）硅太阳能电池硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心晶体硅的存在及用途美国的硅谷“斯坦福科研工业区”是美国电子和计算机工业中心，位于美国 西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣 克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长

2、48公 里，宽16公里的长条形地带上。由于它集 中了全世界90以上的著名半导体公司， 而半导体的基本元件是硅片，所以该地区 被称为“硅谷”。 硅谷 Silicon Valley通过下列图片你能总结归纳出硅元 素在自然界中的存在形式吗？观察与思考硅的存在及性质1.自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤2.地壳中的含量:排在第二位,氧的后面.3.自然界硅存在的形态 :硅无游离单质状态，只有化合态。常常有硅的氧化物和硅酸盐(一)硅元素在自然界中的存在和含量硅的存在及性质你能画出碳和硅的原子结构示意图，并 归纳出硅与碳在元素周期表中的位置与结构 吗？(二) 硅在周期表中的位置与结构CSi回忆总结硅的

3、结构及性质碳在第三周期、硅在第四周期且都在周期 表中的第四主族,最外层有四个电子，既不易失 去电子，也不易得到电子。所以硅的化学性质 不如碳活泼,主要形成正四价化合物，碳和硅都 是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。因此碳 和硅在自然界中存在形式有所不同。(二) 硅在周期表中的位置与结构硅的结构及性质美丽的玻璃雕花艺术水水晶晶水 晶 制 品玛玛瑙瑙瓷器是中国最伟大的创造之一，所以中国被誉为“瓷国”秦砖汉瓦秦始皇陵兵马俑秦始皇陵兵马俑三峡大坝坝东方明珠现代建筑 离不开玻璃的 装饰和采光二氧化硅的存在1、二氧化硅（ SiO2）结晶形（石英晶体）无定形硅藻土水晶玛瑙二氧化硅的存在什么是石英、水晶、玛瑙？

4、硅石具有彩色环状或层状的石英称为玛瑙在25和101kPa的条件下，由单质碳生成1mol CO2时放热393.5kJ；而在同样条件下，1mol硅生成1mol SiO2时放热910.9kJ。放热越多，其生成物通常越稳定，可见SiO2比CO2更容易生成，而且更稳定。二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构SiO2的晶体结构晶体Si的结构科 学 视 野单质硅 和SiO2 都是正 四面体 结构。 性质很 稳定二氧化硅的结构二氧化硅的晶体结构二氧化硅的结构每 1个 Si原子周围 结合4个O原 子，Si在中 心，O 在四 个顶角，同 时每1个O原 子周围结合 2个Si原子二氧化硅中氧 原子与硅原子 个数比为2：

5、1 用SiO2来表示 二氧化硅的组 成，表示 O与 Si的原子个数 比，不是分子 式，是化学式二氧化硅的晶体结构二氧化硅的结构根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性质 你能否判断SiO2的物理性质和化学性质呢？主要用作装饰物、石英坩埚、光导纤维等二氧化硅的性质想想议议(2)SiO2的物理性质坚硬难熔固体 ，不溶于水二氧化碳 二氧化硅 二氧化碳 二氧化硅 状态 物理 性质化 学 性 质与水反应 与碱 反应与碱 性氧 化物 反应 与酸 反应用 途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反应SiOSiO2 22N

6、aOH2NaOH=NaNa2 2SiOSiO3 3H H2 2O OSiOSiO2 2CaO=CaSiOCaO=CaSiO3 3固 态熔点低气 态熔点高、硬度大SiOSiO2 24HF=SiF4HF=SiF4 42H2H2 2O O 人工降雨，灭火等装饰、石英坩埚、光纤二氧化硅和二氧化碳性质比较v 从表中可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相 应的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能通过溶于 水得到相应的酸硅酸。v 酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧 化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟 酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的 特性。v 由此，我们总结出二氧化硅的主要化学性质为 ：

7、不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。二氧化硅和二氧化碳性质比较二氧化硅的化学性质 1.是酸性氧化物 2.能与碱反应 3.能与碱性氧化物反应 4.能与氢氟酸反应（特性）【小结】二氧化硅与生产生活1,实验室盛装NaOH 溶液的试剂瓶为什么用 橡胶塞而不用玻璃塞？NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 可溶于水的Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无 法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能 用玻璃塞而要用橡胶塞。SiOSiO2 2 2NaOH2NaOH = NaNa2 2SiOSiO3 3H H2 2O O实验 室盛放氢 氧化钠溶 液的试剂 瓶你 知 道 吗 ？二氧化硅的性质和用途HF能腐蚀玻璃，

8、因此，盛装氢氟酸不能用玻璃 试剂瓶而要用塑料瓶。 SiOSiO2 2 4HF =SiF4HF =SiF4 4 2H2H2 2O O 3.某同学根据SiOSiO2 2既可与碱反应既可与碱反应, ,也能与也能与氢氟 酸反应,推断SiOSiO2 2为两性氧化物为两性氧化物. .是否正确是否正确? ?2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃不正确。因为二氧化硅跟氢氟酸反应产物不是 盐和水，所以不属于两性氧化物，但是属于酸性氧 化物。SiOSiO2 2 4HF =SiF4HF =SiF4 4 2H2H2 2O O 二氧化硅的性质和用途想一想，议一议高纯度的硅是常见的

9、最重要的半导体材料 ，水泥、陶瓷、玻璃等是常见的重要的含硅无 机非金属材料。沙子硅芯片计算机沙子光导纤维计算机光通信你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光 通信之间建立起某种联系吗?Si价值5元的沙子SiO2点沙成金价值5000元的芯片想一想，议一议现代通信用光缆光导纤维手术头灯用光导纤维做无开刀手术光学纤维胃镜二氧化硅的现代应用化学技术社会二氧化硅难难溶于水，那么如何制得 硅酸呢？硅酸凝胶经经干燥脱水后 得到多孔的硅酸干凝胶，称 为为“硅胶”。硅酸是一种弱酸，不溶于水，不能使 指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。 常用做干燥剂剂2、硅酸 （H2SiO3 ）(1)性质 :(2)制备:【用途】：

10、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。如何制取硅酸?硅酸钠溶液、酚酞、稀盐酸、稀硫酸实验原理：实验探究Na2SiO3+ _H2SiO3实验试剂：硅酸的性质和用途制取原理：强酸制弱酸现象结论化学方 程式离子方 程式滴入酚酞后溶液变红，再滴入稀盐酸，溶液 红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生a.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。Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3（胶体）SiO32- + 2H+ = H2SiO

11、3 （胶体 ）硅酸的性质和用途【方法步骤】：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞 ，再滴入稀盐酸阅读课本P76 探究实验4-1硅胶泳帽 硅胶干燥剂说明硅胶具有哪些性质？化学技术社会1.了解硅元素在自然界中的存在和 含量，从硅元素的位置与结构推知其亲 氧性存在的两种化合物二氧化硅 和硅酸。v 2.二氧化硅的结构和性质v 3.硅酸制取原理、性质和硅胶的用 途v 4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实学后应知2.教学重点、难点教学重点教学重点教学难点教学难点二 氧化硅 的结构二 氧化硅 的性质 和硅酸 的制备课堂练习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

12、反应生成对应的酸C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬2.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BB3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里 的是（ ） A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃C4.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CO2D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体， 通入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀B课堂练习6.下列物质的变化，不能通过一步化学反应 完成的是（ ）A.CO2H

13、2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO35.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴 别开来的试剂是（ ） A.NaOH溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸DD课堂练习作业：课本P801、2、7、9、10第四章非金属及其化合物第二课时 硅酸盐、硅单质第一节 无机非金属材料的主角硅本课学习内容1.硅酸盐的定义、性质和表示方法 及工业产品2.硅酸钠的性质和用途3.硅酸钠水溶液久置在空气中会出 现白色浑浊的原因。4.硅单质的性质及广泛应用硅酸盐的丰富性和多样性人面鱼纹 盆科学视野化学技术社会化学技术社会普通玻璃: Na2OCaO6SiO2

14、化学技术社会陶瓷日用器皿、建筑饰材、卫生洁具化学技术社会具有均匀微孔结构的铝硅酸盐分子筛化学技术社会生物陶瓷人造骨化学技术社会硅酸盐1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化 合物的总称 2、性质：硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，化 学性质稳定。最常见的可溶性硅酸盐是 Na2SiO3，K2SiO3三、硅酸盐硅酸盐的存在形式、性质、工业制备和 用途1、硅酸盐组成的表示方法：（1）化学式法：适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、CaSiO3等。活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧 化硅水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外 ，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系 数。硅酸钠：Na2

15、SiO3 Na2OSiO2 硅酸钙：CaSiO3 CaOSiO2高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 正长石：KAlSiO3 不能写成K2OAl2O33SiO2 ,应写成 K2OAl2O36SiO2（2）氧化物法资料卡片2、硅酸盐在自然界的转化硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化 碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶 物质随雨水流入江河、海洋，留下大量的黏 土形成土壤胶体，因其表面巨大且一般带负 电，能吸附NH4+，K+等营养离子，从而具有 保肥能力。硅酸盐是如何具有保肥能力的？3、硅酸钠（Na2SiO3）硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称 水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是 一种矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火 剂。阅读课本P65并 探究实验4-2小木条 放入蒸馏水中放入硅酸钠饱和液中现 象结 论水分蒸发后燃烧水分蒸干后不燃烧硅酸钠能防火水不能防火（1）物理性质1.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什 么现象？为什么？2.将用水玻璃浸过的、长期存放的鲜蛋