化學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅課件人教版必修

第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角—硅1.Si的物理性質(zhì)思考：硅在自然界中的存在形態(tài)？一、硅(Si)晶體硅是帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高、硬度大、有脆性，在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。硅在地殼中的含量?jī)H次于

占26.3%。

自然界中它容易與＿＿化合，是一種親＿＿元素。氧氧氧硅在自然界的存在氧化物及硅酸鹽主要存在形式主要化合價(jià)原子結(jié)構(gòu)示意圖

硅

碳氧化物硅酸鹽巖石礦物有機(jī)物石灰?guī)r碳酸鹽+4+2+4+14284+6243.碳和硅元素的比較結(jié)晶形（石英晶體）無(wú)定形——硅藻土瑪瑙天然的SiO2

硅石二、二氧化硅(

SiO2)1.SiO2在自然界的存在水晶硅藻土180o109o28′Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)SiO2的存在和用途,請(qǐng)你分析以下問(wèn)題:SiO2具有哪些物理性質(zhì)?化學(xué)穩(wěn)定性如何?

將你的認(rèn)識(shí)寫在下面的橫線上,并與同學(xué)交流。物理性質(zhì):____________________________化學(xué)穩(wěn)定性:_________不溶于水硬度大熔點(diǎn)高穩(wěn)定2.SiO2的化學(xué)性質(zhì)

SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）硅酸鈉俗稱水玻璃具有粘性二氧化硅的特性：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O石英研缽光導(dǎo)纖維3.二氧化硅的用途石英坩堝瑪瑙紫水晶三、硅酸（H2SiO3）硅膠實(shí)驗(yàn)4-1制取硅酸操作現(xiàn)象結(jié)論化學(xué)方程式滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液由紅色變淺至無(wú)色，同時(shí)有白色膠狀物質(zhì)產(chǎn)生。a、Na2SiO3溶液呈堿性；b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的白色膠狀沉淀硅酸。Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(膠體)

思考：分析以上制取原理，若將CO2通入

Na2SiO3溶液中有何現(xiàn)象?(溫馨提示:碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸的酸性)

Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3(膠體)強(qiáng)酸制取弱酸的原理Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(膠體)生成的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，稱為“硅膠”。常常用做干燥劑。也可用做催化劑的載體。鈞窯葡萄式紫蓮花盆丁香紫尊在16、17世紀(jì)，這種彩飾曾經(jīng)風(fēng)靡全球黏土屬于硅酸鹽四、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1.最簡(jiǎn)單的硅酸鹽：硅酸鈉（Na2SiO3)其水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。還可以作為礦物膠。硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論當(dāng)水分蒸發(fā)后燃燒當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒用水玻璃浸泡過(guò)的木材或織物可防火（制備木材防火劑的原料）取兩片紙條分別用蒸餾水和Na2SiO3

溶液浸濕，用酒精燈加熱觀察例如：Na2SiO3:Al2(Si2O5)(OH)4：Ca(Al2Si3O10)·3H2O：2.硅酸鹽的表示方法硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成各異，通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示。CaO·Al2O3·3SiO2·3H2ONa2O·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3.傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品水泥玻璃陶瓷主要原料設(shè)備原理主要成分物質(zhì)類別水泥、玻璃、陶瓷的比較石灰石黏土石灰石、純堿石英黏土回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷爐復(fù)雜的物理化學(xué)變化成分復(fù)雜混合物混合物Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑復(fù)雜的物理化學(xué)變化3CaO●SiO22CaO●SiO23CaO●Al2O3混合物1、存在形式{晶體硅無(wú)定形硅硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。五、硅單質(zhì)2、物理性質(zhì)：晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)(1410℃)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。思考1：硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同？硅的原子結(jié)構(gòu)

硅原子和碳原子的最外電子層均有4個(gè)電子，其原子既不易失去也不易得到電子，主要形成四價(jià)的化合物。Si+14842+642C②在高溫條件下，單質(zhì)硅能與O2和Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。①常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只能跟F2、HF和NaOH溶液反應(yīng)。Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋O2SiO23、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)Si+2Cl2====SiCl4工業(yè)上，用焦炭在高溫下還原石英砂可制得粗硅，粗硅跟氯氣反應(yīng)經(jīng)提純得到SiCl4后再用氫氣還原制得純硅：4、硅的工業(yè)制備硅單質(zhì)SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑

①高溫SiCl4＋2H2＝Si(純)＋4HCl③高溫Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4

②（1）反應(yīng)①中焦炭做（）A.還原劑B.氧化劑C.二者都不是（2）反應(yīng)②屬于（），反應(yīng)③屬于（）A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng)C.氧化還原反應(yīng)D.非氧化還原反應(yīng)E.置換反應(yīng)AACCE做一做SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑

①Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4

②SiCl4＋2H2＝Si(純)＋4HCl③根據(jù)以下反應(yīng)回答下列問(wèn)題：5、用途：太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料、信息技術(shù)等材料和人造衛(wèi)星、登月車、火星探測(cè)器等動(dòng)力設(shè)備新能源。硅太陽(yáng)能電池硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心硅單質(zhì)觀看下列圖片總結(jié)單質(zhì)硅的用途

硅是一種親氧元素，在自然界它總是與氧相互化合。所以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。硅元素單質(zhì)硅Si+F2Si+HFSi+

NaOH

加熱能與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)（O2、Cl2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料，光導(dǎo)纖維可用作通訊材料和制造醫(yī)用內(nèi)窺鏡等硅可制造集成路、太陽(yáng)能電池等；硅合金可用來(lái)制造變壓器鐵芯、耐酸設(shè)備等。只有化合態(tài)SiO2硅酸鹽C高溫HF無(wú)游離態(tài)常溫不活潑概括、整合隨堂檢測(cè)1.地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是（）A.熔點(diǎn)很高B.與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸

C.可與燒堿反應(yīng)生成鹽D.堅(jiān)硬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.下列試劑能貯存在磨口玻璃塞的試劑瓶里的是（）A.HF溶液B.KOH溶液C.鹽酸D.硅酸鈉4.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是（）

A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水

B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀

C.高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D.氯