高一化學(xué)《硅》PPT課件

1、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09級(jí)化教（2）班雷丹硅元素硅元素(silicon)(silicon)在地殼中的含量在地殼中的含量硅在元素周期表中的位置研究硅元素可研究硅元素可別忘了我別忘了我+6+14碳原子結(jié)構(gòu)示意圖碳原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)為最外層電子數(shù)為4 4思考思考1：硅原子的最外層電子數(shù)為多少？：硅原子的最外層電子數(shù)為多少？最外層電子數(shù)也是最外層電子數(shù)也是4 4思考思考2 2：硅在自然界中的主要存在形式？：硅在自然界中的主要存在形式？硅是親氧元素，因此硅是親氧元素，因此在氧化氣氛包圍的地球上，在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。

2、硅主要以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的約占地殼總量的90%90%以上。以上。SiO2 的存在形態(tài)的存在形態(tài)硅石（硅石（12%12%）結(jié)晶形：結(jié)晶形：無(wú)定形：無(wú)定形：石英水晶瑪瑙.硅最重要的化合物：硅最重要的化合物：SiOSiO2 2硅藻土二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu)SiO約180o10928SiO2SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定 二氧化硅二氧化硅的性質(zhì)的性質(zhì)1.1.物理性質(zhì)：物理性質(zhì)： 堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸

3、點(diǎn)比較高，不溶堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸點(diǎn)比較高，不溶于水，硬度比較大。于水，硬度比較大。 思考思考3： 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室盛裝盛裝NaOH溶液的試劑溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？塞，你知道為什么嗎？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2與與NaOH溶液反溶液反應(yīng)生成粘稠的應(yīng)生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一起口粘在一起2.2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)SiOSiO2 2的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，氫氟酸氫氟酸（HFHF）是唯一能與它發(fā)生反應(yīng)的酸。是唯一能與它發(fā)生反應(yīng)的酸。SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O是酸性氧化物是酸性氧化物

4、SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2OSiO2 + CaO = CaSiO3 二氧化硅二氧化硅的性質(zhì)的性質(zhì)SiO2 + 2C = Si + 2CO 弱氧化性弱氧化性工業(yè)上用此反應(yīng)制備粗硅，這就是工業(yè)上用此反應(yīng)制備粗硅，這就是“從沙灘到用戶(hù)從沙灘到用戶(hù)”！在高溫下與碳酸鹽的反應(yīng)在高溫下與碳酸鹽的反應(yīng)SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3高溫高溫SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3高溫高溫二氧化碳 二氧化硅 狀 態(tài)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水與堿與堿性氧化物與酸 用 途CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O

5、=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不反應(yīng)不反應(yīng) = 固固 態(tài)態(tài)熔沸點(diǎn)低熔沸點(diǎn)低氣氣 態(tài)態(tài)熔沸點(diǎn)高、硬度大熔沸點(diǎn)高、硬度大人工降雨，滅火等人工降雨，滅火等 裝飾、石英坩堝、光纖等裝飾、石英坩堝、光纖等二氧化碳和二氧化硅的物理化學(xué)性質(zhì)及用途比較二氧化碳和二氧化硅的物理化學(xué)性質(zhì)及用途比較高溫練一練練一練：指出下列反應(yīng)中：指出下列反應(yīng)中SiOSiO2 2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在用，在A-EA-E選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O ( )O ( )SiOSi

6、O2 2+Na+Na2 2COCO3 3= =高溫高溫=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2 ( )( )SiOSiO2 2+2C=+2C=高溫高溫=Si+2CO=Si+2CO ( )( )SiOSiO2 2+3C=+3C=高溫高溫=SiC+2CO=SiC+2CO ( )( )SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2O O ( )( )A A、作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕、作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B B、弱氧化性、弱氧化性 C C、酸性氧化物的通性、酸性氧化物的通性D D、將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來(lái)、將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中

7、置換出來(lái)E E、未參加氧化還原反應(yīng)、未參加氧化還原反應(yīng)C CD DB BE EA A課堂練習(xí)1.下列物質(zhì)中，不能用帶玻璃塞的玻璃瓶裝的（ ） A、KMnO4 B 、H2SO3 C、AgNO3 D、Na 2SiO3 2.CO2通過(guò)下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是（ ）A、氯化鈣溶液、氯化鈣溶液 B、石灰水、石灰水 C、飽和碳酸鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液 D、硅酸鈉溶液、硅酸鈉溶液DA3.下列說(shuō)法正確的是（ ）A、SiO2是酸性氧化物，所以可以和堿反應(yīng)，不和任何酸反應(yīng)。B、CO2通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸C、SiO2作為酸性氧化物，可以與CaO反應(yīng)D、SiO2跟水反應(yīng)可得硅酸BC探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)4-

8、13-5 mL硅酸鈉溶液1-2滴酚酞稀鹽酸先后2、硅酸、硅酸現(xiàn)象結(jié)論化學(xué)方程式離子方程式SiO32- + 2H+ = H2SiO3 (膠體膠體)Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(膠體膠體)a、Na2SiO3溶液呈堿性，溶液呈堿性，b、可溶性硅酸鹽與、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d、靜置則形成硅、靜置則形成硅酸沉淀。酸沉淀。滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生淺至無(wú)

9、色，同時(shí)有白色膠狀沉淀產(chǎn)生制取原理：強(qiáng)酸制弱酸制取原理：強(qiáng)酸制弱酸(復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng))硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證酸相比較如何呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證你的推斷。你的推斷。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究2：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：將將CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中現(xiàn)象：現(xiàn)象：透明的硅酸凝膠生成透明的硅酸凝膠生成方程式：方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 (膠體膠體) +Na2CO3你的結(jié)論：你的結(jié)論：硅酸是一種很弱的酸，硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸還弱酸性比碳酸還弱 生成的硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，經(jīng)干成的

10、硅酸逐漸聚合而形成硅酸溶膠，經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠，稱(chēng)為燥脫水就形成硅酸干膠，稱(chēng)為“硅膠硅膠”。常常。常常用用做干燥劑。做干燥劑。硅酸用途硅酸用途第一節(jié)第二課時(shí)第一節(jié)第二課時(shí)硅酸鹽和硅單質(zhì)硅酸鹽和硅單質(zhì)一、硅酸鹽一、硅酸鹽硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般都不溶于水硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般都不溶于水 1、 硅酸鈉硅酸鈉（Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗稱(chēng)為溶于水，其水溶液俗稱(chēng)為“水玻璃水玻璃”，可制備硅膠、，可制備硅膠、木材防火劑等木材防火劑等2、硅酸鹽組成表示硅酸鈉（硅酸鈉（Na2SiO3)鎂橄欖石（鎂橄欖石（Mg2SiO4）活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物SiO2H2

11、ONa2O SiO22MgO SiO2CaO Al2O3 3SiO23H2O鈣沸石鈣沸石 Ca(Al2Si3O10) 3H2O長(zhǎng)石：長(zhǎng)石：KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2 3、硅酸鹽產(chǎn)品-陶瓷 玻璃 水泥1、陶瓷：原料黏土2、玻璃：原料純堿、石灰石和石英；3、水泥：原料黏土和石灰石；適量石膏；硅酸鹽產(chǎn)品簡(jiǎn)介：硅酸鹽產(chǎn)品簡(jiǎn)介：產(chǎn)品產(chǎn)品主要原料主要原料 主要設(shè)備主要設(shè)備反應(yīng)反應(yīng)條件條件主要反應(yīng)或主要成分主要反應(yīng)或主要成分主要主要性質(zhì)性質(zhì)水泥水泥粘土、石灰粘土、石灰石、石膏石、石膏 (適適量量) 水泥回轉(zhuǎn)窯水泥回轉(zhuǎn)窯高溫高溫硅酸三鈣：硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：硅酸二鈣：2CaOS

12、iO2鋁酸三鈣：鋁酸三鈣：3CaOAl2O3水硬性水硬性玻璃玻璃 純純 堿、堿、石灰石、石灰石、石石 英英 玻璃窯玻璃窯高溫高溫Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2成分：成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2 硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品碳化硅碳化硅(金剛砂金剛砂,SiC)：硬度大：硬度大硅鋼：高導(dǎo)磁性硅鋼：高導(dǎo)磁性硅橡膠：良好的彈性硅橡膠：良好的彈性分子篩：吸附劑、催化劑分子篩：吸附劑、催化劑3.其他含硅的物質(zhì)新型無(wú)機(jī)非金屬材料：新型無(wú)機(jī)非金屬材料：新型陶瓷新型陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等透明陶瓷、

13、超導(dǎo)陶瓷等二、硅單質(zhì)二、硅單質(zhì)1、存在：硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。、存在：硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。2、物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：晶體硅的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于金剛石，晶體硅的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于金剛石，熔點(diǎn)熔點(diǎn)(1410)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。和沸點(diǎn)都很高，硬度大。3、化學(xué)、化學(xué)性質(zhì)：性質(zhì)：常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。Si + O2 = SiO24、制法、制法SiO2 + 2C = Si + 2CO高溫高溫硅單質(zhì)5.用途用途 晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間,是是良好的良好的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料,硅是

14、信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅太陽(yáng)能電池硅太陽(yáng)能電池電腦的中央處理器（電腦的中央處理器（CPU）1、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（ ）A.溶解性：溶解性：CO2 H2CO3C.熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：SiO2 CO2（干冰）（干冰） D.硬度：硬度： SiO2 CO22、下列物質(zhì)中、下列物質(zhì)中,不能用玻璃瓶來(lái)盛裝的是（不能用玻璃瓶來(lái)盛裝的是（ ）A.燒堿溶液燒堿溶液 B.濃硫酸濃硫酸 C.氫氟酸氫氟酸 D.碳酸鈉溶液碳酸鈉溶液3、要除去、要除去SiO2中的中的CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（雜質(zhì)，最適宜的試劑是（ ）A.純堿溶液純堿溶液 B 鹽酸鹽酸 C 硫酸硫酸 D 苛性鈉溶液苛性鈉溶液CCB課堂回顧練習(xí)課堂回顧練習(xí):ABDC1.下列物質(zhì)中屬于純凈物的是下列物質(zhì)中屬于純凈物的是( ) A.Na2CO310H2O B.水泥水泥 C.純凈的鹽酸純凈的鹽酸 D.普通玻璃普