《高中化学 专题4.1.2 硅酸盐和硅单质课件 新人教版必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 专题4.1.2 硅酸盐和硅单质课件 新人教版必修1.ppt（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、非金属及其化合物非金属及其化合物4-1-2硅酸盐和硅单质硅酸盐和硅单质CO2SiO2物理性质物理性质无无色色无无味味气气体体，熔熔沸沸点点都都很很低低，微微溶溶于于水水，存存在在于于空空气气中中灰灰黑黑色色固固体体，熔熔沸沸点点都都很很高高，不不溶溶于于水水，存存在在于于岩岩石石中中，俗俗名名硅硅石石、石石英英、水水晶晶，纤纤维维、玻璃、硅藻土中都大量含有玻璃、硅藻土中都大量含有化化学学性性质质和碱性和碱性氧化物氧化物CO2+CaO=CaCO3SiO2+CO2CaSiO3和碱和碱CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O和酸和酸SiO2+4HF=Si
2、F4+2H2O和水和水CO2+H2O=H2CO3回顾思考回顾思考教学目标教学目标1.了解硅及硅酸盐的主要性质。了解硅及硅酸盐的主要性质。2.认识硅及硅酸盐在生产、信息技术、材认识硅及硅酸盐在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。料科学等领域的应用。3.体会化学的创造性与实用性。体会化学的创造性与实用性。1.概念：概念：硅酸盐是由硅酸盐是由_组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。2.硅酸盐的性质硅酸盐的性质硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多_于水，于水，化学性质很化学性质很_。硅、氧和金属硅、氧和金属不溶不溶稳定稳定基础梳理基础梳理一、硅酸盐一、硅酸盐基础
3、梳理基础梳理一、硅酸盐一、硅酸盐3.硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：例如：Na2SiO3：_；长石长石KAlSi3O8：_；Na2OSiO2K2OAl2O36SiO24.最常见的硅酸盐最常见的硅酸盐Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗称的水溶液俗称_，能制备硅胶和，能制备硅胶和_。水玻璃水玻璃木材防火剂木材防火剂放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象 当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧当水分蒸发后不易燃烧结论结论 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
4、用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火(2)化学性质：化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强5.硅酸盐材料硅酸盐材料硅酸盐硅酸盐产品产品原料原料主要设备主要设备主要成分主要成分水泥水泥硅酸二钙：硅酸二钙：2CaOSiO2硅酸三钙：硅酸三钙：3CaOSiO2铝酸三钙：铝酸三钙：3CaOAl2O3玻璃玻璃玻璃窑玻璃窑Na2OCaO6SiO2陶瓷陶瓷石灰石、石灰石、黏土黏土水泥回转窑水泥回转窑纯碱、石灰纯碱、石灰石和石英石和石英黏土黏土（1）三种常见的硅酸盐产品）三种常见的硅酸盐产品物质物质性质性质用途用途SiC俗称俗称_，具，具有有_结构，结构，硬
5、度很大硬度很大砂纸，砂轮砂纸，砂轮的磨料的磨料含含4%硅的硅钢硅的硅钢 很高的很高的_变压器铁芯变压器铁芯硅橡胶硅橡胶既耐既耐_，又耐，又耐_，在，在60250保持良好保持良好的弹性的弹性制火箭、导弹、飞机制火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料的零件和绝缘材料人工制造分子人工制造分子筛筛(铝硅酸盐铝硅酸盐)有均匀微孔结构有均匀微孔结构作吸附剂和作吸附剂和催化剂催化剂金刚砂金刚砂金刚石金刚石导磁性导磁性高温高温低温低温（2）其他含硅的物质）其他含硅的物质例例1.下列关于硅酸盐的说法正确的是下列关于硅酸盐的说法正确的是()A.硅酸盐中的阴离子都是硅酸盐中的阴离子都是SiO32-B.硅酸盐都难溶于水硅酸
6、盐都难溶于水C.通通常常用用氧氧化化物物的的形形式式表表示示硅硅酸酸盐盐的的组组成成，说说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的明硅酸盐就是由各种氧化物组成的D.Na2SiO3是是一一种种最最简简单单的的硅硅酸酸盐盐，其其水水溶溶液液可可用作黏合剂用作黏合剂典型例题分析典型例题分析【解解析析】只只有有很很简简单单的的硅硅酸酸盐盐中中的的阴阴离离子子才才是是SiO，A项项错错。简简单单的的硅硅酸酸盐盐可可溶溶于于水水，B项项错错。用用氧氧化化物物的的形形式式表表示示硅硅酸酸盐盐的的组组成成是是为为了了简简化化、直直观观，并并不不是是说说硅硅酸酸盐盐就就是是由由氧氧化化物物组组成成的的，C项项错。故选错。
7、故选D项。项。【答案答案】D1种类：单质硅有种类：单质硅有_和和_两类。两类。2结构：晶体硅的结构与结构：晶体硅的结构与_相似。相似。晶体晶体无定形无定形金刚石金刚石二、硅单质二、硅单质基础梳理基础梳理3性质性质(1)物理性质物理性质(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与_发生反应。发生反应。色、态色、态光泽光泽熔点熔点硬度硬度质地质地导电性导电性_氢氟酸、强碱氢氟酸、强碱灰黑色灰黑色固体固体金属金属光泽光泽高高大大脆脆半导体半导体4用途用途(1)_，如如硅芯片等。硅芯片等。(2)_，如光电，如光电池等。池等。半导体材料半导体材料新型能源新型能源
8、例例2.下列关于硅的说法不正确的是下列关于硅的说法不正确的是()A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅硅的的导导电电性性能能介介于于金金属属和和绝绝缘缘体体之之间间，是是良良好好的的半半导导体体材料材料C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应D.加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应典型例题分析典型例题分析【名名师师点点睛睛】【解析解析】硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半
9、导体材料；硅的化学性质稳定、常温下可与半导体材料；硅的化学性质稳定、常温下可与F2、HF、强碱、强碱溶液反应，加热和高温下可与溶液反应，加热和高温下可与O2、Cl2等非金属发生反应。等非金属发生反应。【答案答案】C拓展延伸拓展延伸一、硅酸盐的氧化物形式的改写一、硅酸盐的氧化物形式的改写硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：化物的形式表示其组成，改写时的规律为：【温馨提示温馨提示】：(1)写成氧化物形式，是为了简化对硅酸盐组成的表示写成氧化物形式，是为了简化对硅酸盐组成的表示方法，实际上硅酸盐不是以简单氧
10、化物形式存在的。方法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的。(2)在改写时各元素的化合价不能改变。在改写时各元素的化合价不能改变。例例3.三硅酸镁常被用来治疗胃酸过多和胃溃疡，是因三硅酸镁常被用来治疗胃酸过多和胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁把三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为改写成氧化物的形式为_，它中和胃酸的化学，它中和胃酸的化学方程式是方程式是_。典型例题分析典型例题分析【解析解析】将复杂的硅酸盐改写成氧化物的形式，将复杂的硅酸盐改写成氧化物的形式，在研究反应实质时可起到化繁为简的作用。
11、在研究反应实质时可起到化繁为简的作用。【答案答案】2MgO3SiO2nH2O2MgO3SiO2nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O【名名师师点点睛睛】解答此类题目的三个步骤：解答此类题目的三个步骤：二、单质硅的化学性质二、单质硅的化学性质1在常温下，能与在常温下，能与F2、氢氟酸和强碱溶液反应、氢氟酸和强碱溶液反应(1)与氟气反应：与氟气反应：Si2F2=SiF4(2)与氢氟酸反应：与氢氟酸反应：Si4HF=SiF42H2(3)与与NaOH溶液反应：溶液反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2拓展延伸拓展延伸2加热时，能与加热时，能与O2、Cl2、C等反应等反应(1)
12、与与O2反应：反应：SiO2SiO2(2)与与Cl2反应：反应：Si2Cl2SiCl4(3)与与C反应：反应：SiCSiC【温馨提示温馨提示】硅及其氧化物的特殊性在于都能与氢氟酸反应，硅及其氧化物的特殊性在于都能与氢氟酸反应，且非金属单质中只有硅与且非金属单质中只有硅与NaOH溶液反应产生溶液反应产生H2。思考感悟思考感悟硅及其化合物的特殊性硅及其化合物的特殊性(1)硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。中还原出硅。SiO22CSi2CO。(2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅
13、却不然。却不然。Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(3)一一般般情情况况下下，活活泼泼金金属属与与酸酸发发生生置置换换反反应应生生成成氢氢气气，非非金金属属单单质质与与非非氧化性酸不反应，但硅例外。氧化性酸不反应，但硅例外。Si4HF=SiF42H2。(4)一般情况下，酸性氧化物不与酸反应，但一般情况下，酸性氧化物不与酸反应，但SiO2能与酸反应。能与酸反应。SiO24HF=SiF42H2O。(5)一一般般情情况况下下，较较强强的的酸酸与与较较弱弱的的酸酸的的盐盐溶溶液液反反应应，制制得得较较弱弱的的酸酸，如如Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3(胶胶体体)。但但制制
14、玻玻璃璃时时却却发发生生了了下下列反应：列反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2。(6)SiO2是熔点最高的非金属氧化物，是熔点最高的非金属氧化物，H2SiO3是常温下呈固态的酸。是常温下呈固态的酸。(7)硅酸钠叫泡花碱，但它是盐，水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的成硅酸钠叫泡花碱，但它是盐，水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的成分并不相同。分并不相同。(8)硅与烧碱溶液反应的实质和铝与烧碱溶液反应的实质相似，其中的硅与烧碱溶液反应的实质和铝与烧碱溶液反应的实质相似，其中的氧化剂都是水。氧化剂都是水。(9)硅具有硅具有“亲氟亲氟”性：性：Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2SiO24H
15、F=SiF42H2O例例4.有科学家认为：硅是有科学家认为：硅是“21世纪的能源世纪的能源”、“未来的石油未来的石油”，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是()A自然界存在大量硅单质自然界存在大量硅单质B自然界的硅易开采，且可再生自然界的硅易开采，且可再生C硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料D硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制有效地控制典型例题分析典型例题分析【解析解析】在自然界中硅全部以化合态形式存
16、在自然界中硅全部以化合态形式存在，故在，故A不正确；自然界中硅含量丰富，硅燃料便不正确；自然界中硅含量丰富，硅燃料便于运输、贮存，且燃烧放出热量多，这是可能成为于运输、贮存，且燃烧放出热量多，这是可能成为新型能源的依据。新型能源的依据。【答案答案】A课堂总结课堂总结一、硅酸盐一、硅酸盐1.硅酸盐改写成氧化物形式的主要方法硅酸盐改写成氧化物形式的主要方法2.常见的硅酸盐常见的硅酸盐3.硅酸盐工业硅酸盐工业二、硅二、硅1.硅的结构硅的结构2.硅的主要化学性质硅的主要化学性质1.矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所指的风化作用是
17、指矿物与水和分生成的，此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时同时作用的过程。例如长石作用的过程。例如长石(KAlSi3O8)风化生成黏土风化生成黏土Al2(Si2O5)(OH)4，此时反应的离子方程式为：，此时反应的离子方程式为：2KAlSi3O82H2CO35H2O=2K2HCO3-4H2SiO3Al2(Si2O5)(OH)4课堂训练课堂训练(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：KAlSi3O8：_；Al2(Si2O5)(OH)4：_。(2)上述反应能够发生的原因是上述反应能够发生的原因是_。【解析解析】(1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，需将除将
18、复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，需将除O以外以外所有的元素写出其常见氧化物，并用所有的元素写出其常见氧化物，并用“”将它们合起来，但需注意各将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成，并在某种种原子个数比符合原来的组成，并在某种(或几种或几种)氧化物前加合适的化学氧化物前加合适的化学计量数。计量数。K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O(2)分析反应前后物质的种类，可知属于酸与盐发生的复分解反应，分析反应前后物质的种类，可知属于酸与盐发生的复分解反应，由于由于H2CO3酸性强于酸性强于H2SiO3，发生了，发生了“较强的酸制较弱的酸较强的酸制较弱的酸”的反应。的反应。【
19、答案答案】(1)K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O(2)H2CO3的酸性比的酸性比H2SiO3的酸性强，由较强的酸可制得较弱的酸的酸性强，由较强的酸可制得较弱的酸2制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制造太阳能电池需要高纯度的硅。工业上由粗硅制高纯度硅可通过以下反应实现：制高纯度硅可通过以下反应实现：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3H2Si3HCl下列有关叙述错误的是下列有关叙述错误的是()A.2个反应都是氧化还原反应个反应都是氧化还原反应B.2个反应都是置换反应个反应都是置换反应C.反应反应中中Si是还原剂是还原剂D.上述上述2个反应互为可逆反应个反应互为可
20、逆反应【解析解析】由题给方程式可知，由题给方程式可知，、两个反应两个反应都是置换反应，置换反应都为氧化还原反应，都是置换反应，置换反应都为氧化还原反应，中氢中氢元素化合价由元素化合价由10，HCl为氧化剂，为氧化剂，Si为还原剂，为还原剂，A、B、C项正确；可逆反应的反应条件必须相同，而项正确；可逆反应的反应条件必须相同，而、反应条件不同，不是可逆反应，反应条件不同，不是可逆反应，D项错误。项错误。【答案答案】D3.NaOH、KOH等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中中()ABCD【解析解析】碱可以与玻璃中的碱可以与玻璃中的SiO2反应，因此碱液反应，因此碱液只能
21、贮存在带橡胶塞的细口瓶中。只能贮存在带橡胶塞的细口瓶中。【答案答案】B4.关于地壳中含量占第一位与第二位的元素之间形成的关于地壳中含量占第一位与第二位的元素之间形成的化合物，下列说法正确的是化合物，下列说法正确的是()A可溶于水，显酸性可溶于水，显酸性B化学性质不活泼化学性质不活泼C是酸性氧化物，不溶于任何酸是酸性氧化物，不溶于任何酸D熔沸点较低，物理性质类似于熔沸点较低，物理性质类似于CO2【解析解析】Si与与O元素形成的化合物是元素形成的化合物是SiO2，其熔沸，其熔沸点高，不溶于水，只与氢氟酸反应，物理性质与点高，不溶于水，只与氢氟酸反应，物理性质与CO2有很大差异。有很大差异。【答案答案】B5.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料酸盐材料ABCD【解析解析】光导纤维的成分是光导纤维的成分是SiO2，错；水晶的成分错；水晶的成分是是SiO2，而不属于硅酸盐，而不属于硅酸盐，错。故错。故C项正确。项正确。【答案答案】C
