《高中化学 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料（第1课时）课件2 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料（第1课时）课件2 鲁科版必修1（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第4章材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料第1课时2,2.了解二氧化硅的主要性质及其用途；（重点） 3.了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。,1.了解硅的主要性质；（重点）,很久以前的一个阳光明媚的日子，有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口的沙洲时便搁浅了。中午到了，大家用船上装的苏打晶体垒起锅灶，在沙洲上埋锅造饭。当他们吃完饭收拾餐具时，发现了一个奇妙的现象：只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，十分可爱。大家都不知道这是什么东西，以为发现了宝贝，就把它收藏了起来。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。你知道玻
2、璃的主要成分是什么吗？工业上如何制玻璃？,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。,常见存在物质形式：,一、硅,存在形态：,无游离态，只有化合态,二氧化硅和硅酸盐,同素异形体,晶体硅,由同种元素组成的性质不同的单质,无定形硅,氧48.60%,硅26.30%,铝7.73%,铁4.75%,钙3.45%,钠2.74%,钾2.47%,镁2.00%,氢0.76%,其他1.20%,硅元素在地壳中的含量,含量仅 次于氧,观察硅单质的实物图片，总结硅的物理性质,1.物理性质,灰黑色、 有金属光泽,固体,大,高,介于导体和 绝缘体之间,2.化学性质 （1）常温下 化学性
3、质稳定,不易与H2、O2、Cl2、硫酸、硝酸、盐酸等物质反应,只与强碱、氢氟酸、氟气反应,Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2,Si+2F2 = SiF4,Si+4HF = SiF4+2H2,与氢氧化钠,与F2,与HF,(2)加热,（燃烧，放出大量的热）,（粗硅）,高温,3.硅的工业制法(粗硅),【想一想】粗硅如何提纯?,硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯,（粗硅）,最早使用的半导体材料是锗，现在最广泛使用的半导体材料是硅。,4.硅的用途,（1）硅芯片 半导体材料,导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料,（2）制集成电路、
4、晶体管、硅整流器等半导体材料。 （3）含硅4%的钢可制变压器铁芯。 （4）含硅15%的钢具有耐酸性，制耐酸设备。,太阳能电池,电脑的中央处理器（CPU）,硅光电池,大规模集成电路,硅石,硅矿山,二、二氧化硅,1.二氧化硅的存在,在自然界主要存在于水晶、石英和沙子等物质中,纯净的二氧化 硅俗称水晶,2. 物理性质,无色,高,大,不溶于水,不导电,与烧碱溶液反应,SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O,（1）酸性氧化物,3.化学性质,与氧化钙反应,（2）与碳酸盐反应,（3）不与酸反应（除氢氟酸以外）,SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O,（4）弱氧化性,均属于酸性氧化物,CO2
5、 + CaO = CaCO3,CO2 + 2NaOH = Na2CO3+H2O,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,CO2 + H2O = H2CO3,不反应,不反应,SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O,二氧化硅与二氧化碳的区别和联系,【思考与交流】,二、二氧化硅的性质及其与二氧化碳的比较 1.具有酸性氧化物的通性 (1)与氢氧化钠溶液反应,反应方程式为 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (2)与碱性氧化物反应,反应方程式为SiO2+CaO CaSiO3 2.SiO2的特性 (1)SiO2不溶于水,也不与水反应,不能直接将它与水反应来制 取H2Si
6、O3。 (2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的熔、沸点很高。 (3)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用: SiO2+4HF=SiF4+2H2O。,3.二氧化碳与二氧化硅的比较,1.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？,【提示】 防止玻璃塞中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3 ，使瓶塞和瓶口粘在一起 （SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O）。,【思考与交流】,2.为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸? 那用什么瓶保存?为什么能用氢氟酸来刻蚀玻璃？,【提示】原因是玻璃中含有SiO2会与HF反应生成SiF4气体用塑料瓶盛装氢
7、氟酸。,【学而后思】 (1)实验室中熔化氢氧化钠固体能否用玻璃坩埚? 提示:不能。玻璃坩埚的主要成分为二氧化硅,氢氧化钠能与二氧化硅反应,所以熔化氢氧化钠固体不能用玻璃坩埚。 (2)根据反应SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2能否说明硅酸酸 性比碳酸强? 提示:不能。酸性强弱的判断应根据水溶液中发生的反应,硅酸酸性比碳酸弱。,雕刻玻璃,4.用途,(1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。 (3)石英和玛瑙制作饰物和工艺品。,硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，硅酸盐是结构复杂的固态化合物，一般都不溶于水。,1.含义,
8、三、硅酸盐,2.硅酸钠（Na2SiO3）,最简单的硅酸盐,硅酸的制备,硅酸的制备：,较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸,2HCl + Na2SiO3 + H2O = H4SiO4+ 2NaCl,材料家 族中的 元素,硅及其化合物,硅单质的存在、性质、用途,SiO2的性质、用途,无机非金属材料,传统无机非金属材料,新型无机非金属材料,同步练习,1.下列关于硅及硅的化合物的叙述中正确的是( ),A.粗硅制备时,发生的反应为C+SiO2 Si+CO2 B.硅元素在地壳中的含量居第二位,自然界中既有游离态的硅,又有化合态的硅 C.水晶项链和瓷盘都是硅酸盐产品 D.二氧化硅是制造光导纤维的重要原料,D,2.
9、下列关于硅的叙述，不正确的是（ ） A.硅是非金属元素，但其单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属单质反应,C,AC,3.（双选）下列关于碳和硅的叙述中，不正确的 是（ ） A.氧化物都能与NaOH溶液反应 B.单质在加热时都能与氧气反应 C.氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼,A,5.要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂（ ） A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液,B,4.下列物质中属于纯净物的是
10、( ) A.Na2CO310H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃,6.下列说法正确的是( ) A.二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似 B.SiO2和CO2溶于水都显酸性 C.CO2通入Na2SiO3溶液中可制得硅酸 D.SiO2和CO2都是酸性氧化物,不与任何酸反应,C,【解题指南】解答本题时应注意以下3点: (1)明确SiO2和CO2物理性质差别较大。 (2)掌握常见酸性氧化物化学性质的通性。 (3)掌握SiO2的特殊的化学性质。 【解析】选C。SiO2不溶于水,与水不反应,常温下是固体,硬度较大,在物理性质上与CO2的差别很大;SiO2虽然是酸性氧化物,与很多酸都不反应,但能和氢氟
11、酸反应;由于H2CO3的酸性大于H2SiO3的酸性,故把CO2通入到Na2SiO3溶液中可制得H2SiO3。,7.下列有关说法正确的是( ) A.CO2与水反应生成碳酸,是酸性氧化物;SiO2不能与水反应生成硅酸,不是酸性氧化物 B.NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放 C.除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水 D.制备粗硅时,发生的反应为:C+SiO2 Si+CO2,B,【解析】选B。A项,酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧 化物,而不是能与水反应生成酸的氧化物,虽然SiO2不能与水反 应生成硅酸,但SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,是酸性 氧化物,错误;B项,玻璃的成分中含大量二氧化硅,碱性试剂都 不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放,正确;C项,二氧化硅和碳酸 钙都不溶于水,不能用水除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质,错 误;D项,粗硅制备时的反应原理是2C+SiO2 Si+2CO,产 物中生成的是CO,而不是CO2。,8.下列各组物质在一定条件下能发生反应的是 ( ) SiO2+H2O SiO2+HF SiO2+C SiO2+NaOH CaO+SiO2 浓硫酸+SiO2 A. B. C. D. 【解析】选A。SiO2常温下能与NaOH、HF发生反应,高温下可与C、CaO发生反应。,A,
