課件1：4.1.2硅酸鹽和硅單質(zhì)PPT20張

1、第四章第四章 非金屬及其化合物非金屬及其化合物第一節(jié)第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅硅第第2課時(shí)課時(shí) 硅酸鹽和硅單質(zhì)硅酸鹽和硅單質(zhì)1.了解硅及硅酸鹽的主要性質(zhì)。了解硅及硅酸鹽的主要性質(zhì)。2.能說(shuō)出硅在生產(chǎn)、信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。能說(shuō)出硅在生產(chǎn)、信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程導(dǎo)入課程導(dǎo)入Na2SiO3有哪些重要性質(zhì)、用途？玻璃、有哪些重要性質(zhì)、用途？玻璃、陶瓷、水泥是如何制備的？陶瓷、水泥是如何制備的？一、硅酸鹽一、硅酸鹽1. 定義定義硅酸鹽是由硅酸鹽是由 組成的化合物的總稱。組成的化合物的總稱。2. 硅酸鹽的性質(zhì)硅酸鹽的性質(zhì)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)

2、雜的固態(tài)物質(zhì)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì),大多大多 于水于水,化學(xué)性質(zhì)很化學(xué)性質(zhì)很 。學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)探究硅、氧和金屬元素硅、氧和金屬元素不溶不溶穩(wěn)定穩(wěn)定3. 硅酸鹽組成的表示硅酸鹽組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如例如:Na2SiO3: ;長(zhǎng)石長(zhǎng)石KAlSi3O8: 。Na2OSiO2K2OAl2O36SiO24. 最常見的硅酸鹽最常見的硅酸鹽Na2SiO3水玻璃水玻璃5. 三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品石灰石、黏土石灰石、黏土純堿、石灰石和石英純堿、石灰石和石英6. 其他含硅的物質(zhì)其他含硅的物質(zhì) 金剛砂金

3、剛砂良好的良好的導(dǎo)磁性導(dǎo)磁性二、硅單質(zhì)二、硅單質(zhì)1. 形態(tài)及結(jié)構(gòu)形態(tài)及結(jié)構(gòu)形態(tài)形態(tài)有有 硅和硅和 硅兩大類硅兩大類。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)具有具有 構(gòu)型的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)型的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),與金剛與金剛石結(jié)構(gòu)類似石結(jié)構(gòu)類似。晶體晶體無(wú)定形無(wú)定形正四面體正四面體(2)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外,不與其不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。Si與氫氟酸、與氫氟酸、NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別化學(xué)方程式分別為為 、 。2. 主要性質(zhì)主要性質(zhì)(1)物理性質(zhì)物理性質(zhì)灰黑色固體灰黑色固體 金屬光澤金屬光澤高高大大脆脆半導(dǎo)體

4、半導(dǎo)體Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+4HF=SiF4+2H2 4. 重要用途重要用途(1)用作用作 ,制硅芯片等。制硅芯片等。(2)新型能源新型能源,如光電池等。如光電池等。半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)1.長(zhǎng)石長(zhǎng)石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土風(fēng)化生成高嶺土Al2Si2O5(OH)4, 此此反應(yīng)的離子方程式反應(yīng)的離子方程式:2KAlSi3O8 + 2H2CO3 + 5H2O = 2K+2HCO3- + 4H2SiO3 + Al2Si2O5(OH)4。(1)將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫成氧化物形式。將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫成氧化物形式。KAlSi3O8 。Al2Si2O5

5、(OH)4 。(2)上述反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是上述反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是 。 當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)較強(qiáng)的酸能制較弱的酸較強(qiáng)的酸能制較弱的酸K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O【解析解析】 (1)將將復(fù)雜硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物時(shí)復(fù)雜硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物時(shí),只需只需將除將除O以外所有的元素寫出其常見氧化物以外所有的元素寫出其常見氧化物,并用并用“”將它將它們合并起來(lái)們合并起來(lái),但需注意各種原子個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成。但需注意各種原子個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成。在某種在某種(或幾種或幾種)氧化物前加合適的化學(xué)計(jì)量數(shù)。氧化物前加合適的化學(xué)計(jì)量數(shù)。KAlSi3O8:K2OAl2O36SiO2;A

6、l2Si2O5(OH)4:Al2O32SiO22H2O。(2)分析反應(yīng)前后物質(zhì)的種類分析反應(yīng)前后物質(zhì)的種類,可知屬于酸與鹽發(fā)生的復(fù)可知屬于酸與鹽發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)分解反應(yīng),是由于酸性是由于酸性:H2CO3H2SiO3,發(fā)生了較強(qiáng)的酸發(fā)生了較強(qiáng)的酸制取較弱的酸的反應(yīng)。制取較弱的酸的反應(yīng)。2. 利用地殼中含某主要元素的物質(zhì)做原料利用地殼中含某主要元素的物質(zhì)做原料,生產(chǎn)的多種生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置,足見化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物足見化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如質(zhì)文明的重要作用。例如:(1)計(jì)算機(jī)芯片的主要成分是計(jì)算機(jī)芯片的主要成分是 。(2)光導(dǎo)纖維的主要成分是

7、光導(dǎo)纖維的主要成分是 。(3)目前應(yīng)用最多的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是目前應(yīng)用最多的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是 。 (4)常用作吸附劑、干燥劑或催化劑載體的物質(zhì)是常用作吸附劑、干燥劑或催化劑載體的物質(zhì)是 。 硅膠硅膠硅硅(或或Si或單晶硅或單晶硅)二氧化硅二氧化硅(或或SiO2)硅硅(或或Si)【解析解析】晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間,是良是良好的半導(dǎo)體材料好的半導(dǎo)體材料,正是由于這一性質(zhì)且它的來(lái)源極其豐正是由于這一性質(zhì)且它的來(lái)源極其豐富富,從從20世紀(jì)中葉開始世紀(jì)中葉開始,硅成為信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅成為信息技術(shù)的關(guān)鍵材料,硅芯硅芯片的使用片的使用,使計(jì)

8、算機(jī)的體積大大縮小。二氧化硅制成的使計(jì)算機(jī)的體積大大縮小。二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng),質(zhì)量小且質(zhì)量小且細(xì)細(xì),是一種非常好的通信材料。硅是人類將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化是一種非常好的通信材料。硅是人類將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的常用材料為電能的常用材料,主要利用其半導(dǎo)體性能主要利用其半導(dǎo)體性能,光電池是極光電池是極有發(fā)展前景的新型能源。硅膠多孔有發(fā)展前景的新型能源。硅膠多孔,吸附能力強(qiáng)吸附能力強(qiáng),常用作常用作吸附劑、干燥劑或催化劑載體。吸附劑、干燥劑或催化劑載體。3. A、B、C、D、E五種含硅元素的物質(zhì)五種含硅元素的物質(zhì),相互轉(zhuǎn)化關(guān)系相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示如圖所示:(1)推斷推斷AE的化學(xué)式的化學(xué)式:A ,B , C ,D , E 。 CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3SiO2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2【解析解析】在氧氣中燃燒生成在氧