化學(xué)第四章第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅課件新人教版必修1

1、第四章第四章 第一節(jié)第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角無機(jī)非金屬材料的主角硅硅元素在地殼中的含量12345678910氧氧48.6%硅硅26.3%鋁鋁7.73%鐵鐵4.75%鈣鈣3.45%鈉鈉2.74%鉀鉀2.47%鎂鎂2.00%氫氫0.16%其他其他1.20%硅單質(zhì)天然水晶天然水晶天然瑪瑙天然瑪瑙無機(jī)非金屬材料的主角無機(jī)非金屬材料的主角硅硅硅硅在地殼中含量第二，硅的氧化物在地殼中含量第二，硅的氧化物及硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的及硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上以上硅的存在與分布硅的存在與分布存在：沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)分布：自然界中分存在：沒有游離態(tài)，只有化合態(tài)分布：自然界中分布廣泛，是構(gòu)成礦物和巖石的基本

2、元素。布廣泛，是構(gòu)成礦物和巖石的基本元素。從從原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)硅認(rèn)識(shí)硅硅和碳一樣硅和碳一樣,其原子其原子既不易失去電子，也不易得到電子，既不易失去電子，也不易得到電子，所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑所以硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,主要形成主要形成四價(jià)化合物四價(jià)化合物csi碳碳是構(gòu)成有機(jī)物是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素的主要元素硅硅是構(gòu)成巖石和許是構(gòu)成巖石和許多礦物的主要元素多礦物的主要元素從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)硅硅思考：思考：碳和硅在自然界中存在形式有所不同的碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？原因是什么？碳和硅都是碳和硅都是親氧元素親氧元素但是硅的但是硅的親氧能力親氧能力更強(qiáng)更強(qiáng)sisi無單質(zhì)狀

3、態(tài)無單質(zhì)狀態(tài)化合態(tài)：硅的氧化物和硅酸鹽化合態(tài)：硅的氧化物和硅酸鹽天天然然的的 sio2 硅硅石石結(jié)晶形（石英晶體）結(jié)晶形（石英晶體）無定形無定形硅藻土硅藻土水晶水晶瑪瑙瑪瑙一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸（一）二氧化硅（一）二氧化硅（ sio2 ）1、存在、存在 每每1個(gè)個(gè)si原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合4個(gè)個(gè)o原子，原子，si在中心在中心,o在四個(gè)頂角在四個(gè)頂角. 同時(shí)每同時(shí)每1個(gè)個(gè)o原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合2個(gè)個(gè)si原子相結(jié)合。原子相結(jié)合。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2：1，用，用sio2來表示來表示二氧化硅的組成二氧化硅的組成,表示表示o

4、與與si的原子個(gè)數(shù)比的原子個(gè)數(shù)比,不是分子式是化學(xué)式。不是分子式是化學(xué)式。siosio4 4 四面體結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了構(gòu)決定了siosio2 2具有優(yōu)具有優(yōu)良的物理和良的物理和化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 石英坩堝現(xiàn)代通信用現(xiàn)代通信用光纜光纜光學(xué)纖維光學(xué)纖維胃鏡胃鏡用用光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維做做無開刀手術(shù)無開刀手術(shù)光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈手術(shù)頭燈教參視頻危害：危害： 在隧道開鑿，石英粉加工等工作環(huán)在隧道開鑿，石英粉加工等工作環(huán)境下易形成含有二氧化硅的粉塵，人長境下易形成含有二氧化硅的粉塵，人長期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會(huì)患硅期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會(huì)患硅肺病（舊稱矽肺

5、）。肺?。ㄅf稱矽肺）。思考題思考題 什么是硅石、石英、水晶、瑪瑙？閱讀什么是硅石、石英、水晶、瑪瑙？閱讀75頁頁,畫出由硅石分類到瑪瑙的樹狀分類圖。畫出由硅石分類到瑪瑙的樹狀分類圖。地球上存在的天然二氧化硅稱為（統(tǒng)稱為）硅石硅石結(jié)晶形（石英）結(jié)晶形（石英）無定形無定形無色透明無色透明彩色環(huán)帶或?qū)訝畈噬h(huán)帶或?qū)訝钏К旇?每每1個(gè)個(gè)si原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合4個(gè)個(gè)o原子，原子，si在中心在中心,o在四個(gè)頂角在四個(gè)頂角. 同時(shí)每同時(shí)每1個(gè)個(gè)o原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合2個(gè)個(gè)si原子相結(jié)合。原子相結(jié)合。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為二氧化硅中氧原子與硅原子個(gè)數(shù)比為2：1，用，用s

6、io2來表示來表示二氧化硅的組成二氧化硅的組成,表示表示o與與si的原子個(gè)數(shù)比的原子個(gè)數(shù)比,不是分子式是化學(xué)式。不是分子式是化學(xué)式。siosio4 4 四面體結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了構(gòu)決定了siosio2 2具有優(yōu)具有優(yōu)良的物理和良的物理和化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)二氧化碳二氧化碳 coco2 2 二氧化硅二氧化硅 siosio2 2化學(xué)式化學(xué)式的意義的意義狀狀 態(tài)態(tài)硬硬 度度熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)相同點(diǎn)相同點(diǎn)表示二氧化碳表示二氧化碳分子及其組成分子及其組成表示二氧化硅晶體表示二氧化硅晶體中硅氧原子個(gè)數(shù)比中硅氧原子個(gè)數(shù)比氣氣 態(tài)態(tài)固固 態(tài)態(tài)很小很小很大很大能溶于水能溶于水不溶于水不

7、溶于水很很 低低很很 高高3 3、 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 都屬酸性氧化物都屬酸性氧化物水水 溶溶 性性討論討論v什么叫酸性氧化物？初中學(xué)過的酸性氧化物什么叫酸性氧化物？初中學(xué)過的酸性氧化物的通性包括哪些方面（以的通性包括哪些方面（以coco2 2為例）為例）v與水、堿、堿性氧化物反應(yīng)與水、堿、堿性氧化物反應(yīng)（有粘性，其溶液俗稱水玻璃有粘性，其溶液俗稱水玻璃）氫氟酸某同學(xué)根據(jù)某同學(xué)根據(jù)氫氟酸反應(yīng)氫氟酸反應(yīng), 推斷推斷（3 3）. . 在高溫下能與還原劑反應(yīng)，表現(xiàn)弱氧化性在高溫下能與還原劑反應(yīng)，表現(xiàn)弱氧化性sio2 + 2c高溫高溫si + 2cosio2 + 2mg高溫高溫si+ 2mgo2 2、實(shí)

8、驗(yàn)室為什、實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？盛裝氫氟酸？1 1、實(shí)驗(yàn)室盛裝、實(shí)驗(yàn)室盛裝naohnaoh溶液的試劑溶液的試劑瓶為什么用橡膠瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？塞而不用玻璃塞？ hfhf能腐蝕玻璃，因此，盛能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。而要用塑料瓶。 naohnaoh溶液能與玻璃中的溶液能與玻璃中的siosio2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成nana2 2siosio3 3，使瓶，使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開。因塞部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝此盛裝naohnaoh溶液的試劑瓶不溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。能用玻璃塞而要用橡膠塞。

9、想一想想一想 二氧化碳二氧化碳 co2二氧化硅二氧化硅 sio2 狀狀 態(tài)態(tài) 氣氣 態(tài)態(tài) 固固 態(tài)態(tài)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn) 硬度硬度熔沸很低熔沸很低熔點(diǎn)高，硬度大熔點(diǎn)高，硬度大水水 溶溶 性性 能溶于水能溶于水不溶于水不溶于水化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)與與 酸酸 用用 途途人工降雨，滅火人工降雨，滅火,飲料等飲料等p64, 圖圖45與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿性氧化物與堿性氧化物反應(yīng)反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)co2 + h2o = h2co3co2+2naoh=na2co3+h2oco2+na2o=na2co3不能反應(yīng)不能反應(yīng)sio2+2naoh=na2sio3+h2o能與氫氟酸反應(yīng)能與氫氟酸反應(yīng)co2h2oh2co3 ，但是

10、，但是sio2不能與水直接化合成不能與水直接化合成h2sio3，這是一個(gè)特性。，這是一個(gè)特性。 思考：思考： siosio2 2不能直接和水化合成不能直接和水化合成h h2 2siosio3 3，那怎樣，那怎樣制備制備h h2 2siosio3 3呢？呢？ 2. 硅酸（硅酸（h2sio3） h2sio3是一種很弱的酸是一種很弱的酸(酸性比酸性比h2co3還弱還弱)，是一種不，是一種不溶性酸，是一種白色固體，溶性酸，是一種白色固體， 它是它是sio2的的對(duì)應(yīng)水化物。對(duì)應(yīng)水化物。（1）制法）制法由于由于siosio2 2不溶于水，所以硅酸不溶于水，所以硅酸是通過是通過可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)可溶性硅酸

11、鹽與酸反應(yīng)制得的。制得的。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-1現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論化學(xué)方化學(xué)方程式程式滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生色變淺至無色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生 a. na2sio3溶液呈堿性，溶液呈堿性， b. 可溶性硅酸鹽與鹽可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成難溶于水的硅酸酸反應(yīng)生成難溶于水的硅酸 （ 先形成先形成硅酸膠體硅酸膠體，后，后形成形成硅酸凝膠）硅酸凝膠）na2sio3 + 2hcl = 2nacl + h2sio3 sio32- + 2h+ = h2sio3離子方程式離子方程式用用h h2 2coco3 3可制

12、得可制得h h2 2siosio3 3 ，可證明，可證明h h2 2siosio3 3 的酸性比的酸性比h h2 2coco3 3弱。弱。sio32- + h2o + co2= co32- + h2sio3 na2sio3 + h2o + co2 = na2co3 + h2sio35制造光導(dǎo)纖維的主要原料是a晶體硅 b二氧化硅 c 石墨 d硅酸鈉6下列敘述正確的是a自然界存在大量單質(zhì)硅bsio2 與任何酸都不起反應(yīng) c光導(dǎo)纖維被廣泛應(yīng)用于能量傳輸和信息傳輸dsio2 的化學(xué)性質(zhì)活潑，能與很多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)bc二、硅酸鹽二、硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化

13、學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定硅酸鈉（硅酸鈉（na2sio3), 其水溶液俗稱水玻璃，其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。是制備硅膠和木材防火劑等的原料。是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。實(shí)驗(yàn)4-2放入蒸餾水放入蒸餾水放入放入na2sio3飽和溶液飽和溶液現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論當(dāng)水分蒸當(dāng)水分蒸發(fā)后燃燒發(fā)后燃燒當(dāng)水分蒸發(fā)后當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒不易燃燒用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火制備木材防制備木材防火劑的原料火劑的原料硅酸鹽的豐富性和多樣性（閱讀p76）人面魚紋盆人面魚紋盆陶瓷陶瓷日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生

14、潔具玻璃玻璃普通玻璃普通玻璃: 以純堿以純堿 、石灰石和石英、石灰石和石英 為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得。制得。 (na2co3)（sio2 ）水泥水泥以黏土和石灰石為主要原料以黏土和石灰石為主要原料具有特殊功能的含硅物質(zhì)具有特殊功能的含硅物質(zhì)碳化硅（碳化硅（sic俗稱金剛砂），具有金剛石俗稱金剛砂），具有金剛石的結(jié)構(gòu)。硬度很大，用作砂紙、砂輪的的結(jié)構(gòu)。硬度很大，用作砂紙、砂輪的磨料。磨料。 硅硅 鋼鋼（鐵合金）（鐵合金） 導(dǎo)磁性良導(dǎo)磁性良好，用作好，用作變壓器鐵變壓器鐵芯芯硅橡膠硅橡膠分子篩分子篩 具有均勻微具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸

15、鹽酸鹽生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨三三. 硅單質(zhì)硅單質(zhì)(晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料)教參視頻2要除去sio2中混有的少量cao雜質(zhì)，最適宜的試劑是（ ） a. 純堿溶液 b. 鹽酸 c. 硫酸 d. 苛性鈉溶液3下列反應(yīng)能說明二氧化硅是酸性氧化物的是（ ） asio2 +2c=si+2co bsio2 +2naoh=na2sio3+h2o csio2 +4hf=sif4+2h2o dsio2 +caco3=casio3+co24下列物質(zhì)中，不能用玻璃瓶來盛裝的是（ ） a.燒堿溶液 b. 濃硫酸 c. hf氫氟酸 d. 碳酸鈉溶液bbc1. 將過量的co2分別通入： cacl2溶液； na2sio3溶液； ca(oh)2溶液； 飽和na2co3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是 ( ) a b c db高溫高溫高溫高溫思考題思考題 下列說法錯(cuò)誤的是（下列說法錯(cuò)誤的是（ ） a. sioa. sio2 2 是二氧化硅的化學(xué)式是二氧化硅的化學(xué)式 b. siob. sio2 2 晶體是由晶體是