《2017-2018学年人教版必修1无机非金属材料的主角——硅第1课时课件(21张)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年人教版必修1无机非金属材料的主角——硅第1课时课件(21张)（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章第一节 无机非金属材料的主角硅 （第一课时）,当我们用手机与家人朋友联系时，当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变的世界时，必然会接触到一种元素。,硅无机非金属材料的主角,硅元素在地壳中的含量及分布,1、硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。 2、硅在地壳中的主要存在形式是氧化物及硅酸盐。,一、硅单质,1、种类,晶体和无定形,2、晶体硅的结构,与金刚石类似，晶体硅中每个Si原子结合周围4个Si原子形成正四面体结构，伸展成空间网状结构。,一、硅单质,3、物理性质,晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。,硅芯片是各种计算机
2、、微电子产品的核心,硅太阳能电池 （光电池）,观察碳原子和硅原子的结构示意图，分析硅化学 性质活不活泼，为什么？硅的主要化合价是多少？,C,Si,硅的结构与位置,Si原子最外层有4个电子,既不易失电子，也不易得电子，所以硅的化学性质不活泼。主要形成正四价的化合物。,一、硅单质,4、化学性质,常温下，硅的化学性质不活泼，除HF、F2、强碱 溶液外不跟其他物质起反应； Si+4HF=SiF4+2H2 加热情况下，硅也能跟一些O2、Cl2、C反应。,二、二氧化硅（SiO2 ）,1、存在,天然二氧化硅有结晶形和无定形两类，统称硅石。沙子、石英、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2 。,根据SiO2的存在，
3、分析SiO2具有什么物理性质？,2、物理性质,晶体熔点高,硬度大, 难溶于水。,质疑：为什么SiO2和CO2物理性质差别很大？ 阅读科学视野P74-75,SiO2晶体是由Si原子和O原子按12的比例所组成的立体网状结构的晶体。基本单元是SiO4四面体结构。,结论：结构决定性质。,二、二氧化硅（SiO2 ）,2、为什么实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞 而不用玻璃塞（玻璃中含有SiO2） ？,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,思考与交流,玻璃中含有SiO2， SiO2与NaOH溶液反应生成黏性的Na2SiO3，会使瓶塞和瓶口粘在一起，不易打开。,SiO2是一种酸性氧化物。,与
4、碱性氧化物反应盐,不与水反应,思考与讨论,玻璃的主要成分是SiO2，化学性质不活泼，不与水反应，除氢氟酸（HF)外的不与其他酸反应，所以在生活中常用HF来雕刻玻璃。,SiO2 + 4HF SiF4+ 2H2O,思考：实验室HF存放在 瓶中。,塑料,1、玻璃上的花纹是怎样雕刻上去的？,沙子是基本的建筑材料。 石英可用于制作耐高温的石英坩埚等。 水晶、玛瑙用于制作装饰品。 纯净的SiO2是现代光学和光纤制品的基本原料，可制作光导纤维。,4、用途,二、二氧化硅（SiO2 ）,二氧化碳,二氧化硅,空气,石英、水晶、玛瑙、沙子,熔、沸点低， 能溶于水,熔点高，硬度大 不溶于水,CO2+H2O=H2CO3
5、,不反应,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,不反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,小结：二氧化碳和二氧化硅的比较,CO2分子,Si原子、 O原子,在试管中加入1mL饱和Na2SiO3溶液和2mL水稀释，再滴入1滴酚酞溶液，用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。,滴入酚酞后溶液呈红色，再滴加盐酸，溶液红色变浅至无色，形成溶胶，后产生无色透明凝胶，最后产生白色沉淀。,Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3 ,实验4-1,a、Na2SiO3溶液呈碱性 ； b、可
6、溶性硅酸盐与盐酸反应生成硅酸，强酸制弱酸。,SiO32- + 2H+ H2SiO3,三、硅酸（H2SiO3 ）,Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3 ,Na2SiO3H2OCO2Na2CO3H2SiO3 ,1、制取（可溶性硅酸盐与酸反应强酸制弱酸）,酸性：HCl H2CO3 H2SiO3,2、受热易分解,H2SiO3是SiO2的对应水化物, SiO2 是H2SiO3的酸性氧化物。,硅胶可作干燥剂，催化剂的载体。,3、用途,四、硅酸盐,实验4-2,Na2SiO3不支持燃烧，可作木材等的防火剂,水分蒸发后不燃烧,水分蒸发后就燃烧,1、最简单的硅酸盐硅酸钠（Na2SiO3 ）,硅酸钠俗
7、称“泡花碱”，白色固体，可溶于水, 其水溶液俗称“水玻璃”，具有黏性和碱性。,制备硅酸和木材防火剂等的原料。,硅酸钠用途：,硅酸钠存放：,密封保存，试剂瓶瓶塞用橡胶塞。,四、硅酸盐,2、硅酸盐：,结构复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定。,由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,3、硅酸盐组成的表示：（资料卡片）,硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。,例：长石 KAlSi3O8,顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 SiO2 H2O 。 氧化物之间以“”隔开 检查：各元素原子数之比符合原来的组成比,练：黏土 Al2(Si2O5)(OH)4：,Al2O3 2
8、SiO22H2O,四、硅酸盐,5、传统的三大硅酸盐产品,陶瓷,玻璃,水泥,四、硅酸盐,5、传统的硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥,陶瓷是以_为原料，经 而成的。 普通玻璃是以_、_和_为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。其反应原理为： 普通玻璃的主要成分： _ _、_ _和_。,黏土,纯碱 石灰石 石英,水泥是以_和_ _为主要原料，经研磨混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量_，研成细粉得到普通水泥。,黏土 石灰石,石膏,高温烧结,Na2SiO3 CaSiO3 SiO2,问题与讨论,1、SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,所以SiO2 为两性氧化物。该结论是否正确?,不正确。因为SiO2只跟氢氟酸反应，不跟其它酸反应，且跟氢氟酸反应生成的SiF4不是盐。所以SiO2属于酸性氧化物。,2、硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，如何从硅的氧化物中制取单质呢？ 课本P81 第9题,粗硅的制取,粗硅转变为纯硅,（含有C、SiO2等杂质）,纯硅的制备,还原剂,化合反应或氧化还原反应,置换反应或氧化还原反应,
