《無機非金屬材料的主角-硅》參考課件1

第一節(jié)無機非金屬材料的主角---硅第四章非金屬及其化合物光纖樹（SiO2）導光性美國硅谷在高科技事業(yè)云集的美國加州圣塔克拉拉谷。最早是研究和生產(chǎn)以硅為基礎(chǔ)的半導體芯片的地方。為什么硅可以作為制造芯片的材料？？【知識與技能】1.了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸鹽的基本性質(zhì)，掌握二氧化硅的化學性質(zhì)2.初步培養(yǎng)自主查閱資料的能力3.學生初步掌握化學實驗基本操作、基本技能【過程與方法】自主學習+實驗活動探究【情感態(tài)度與價值觀】培養(yǎng)學生學習元素化合物的正確方法：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途教學核心教學重點二氧化硅的性質(zhì)、硅單質(zhì)及其化合物的用途一、硅單質(zhì)(Si)（注意：自然界中沒有硅單質(zhì)）1、物理性質(zhì)：

結(jié)構(gòu)類似金剛石，為硬而脆的灰黑色固體,熔點高,硬度大。2、晶體硅的特性：導電性介于導體和絕緣體之間【自主構(gòu)建】：閱讀課文P79，了解硅單質(zhì)的性質(zhì)3、化學性質(zhì)：常溫下穩(wěn)定，加熱時

Si+O2

===SiO2

由于這種導電特性，硅可以作為制造芯片和太陽能電池的材料！二、二氧化硅（

SiO2）【自主構(gòu)建】：閱讀課文關(guān)于硅石、石英、水晶、瑪瑙的描述，畫出由硅石開始分類的樹狀分布圖硅石結(jié)晶形（石英）無定形（硅藻土）水晶瑪瑙每個硅原子和四個氧原子以共價鍵結(jié)合，形成以該硅原子為中心的正四面體型結(jié)構(gòu)。正四面體型結(jié)構(gòu)向空間伸展，就形成了具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體?？茖W視野：二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)【思考2】:二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)？

化學穩(wěn)定性如何?

SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的？物理性質(zhì)：難溶于水，熔點高，硬度大?；瘜W性質(zhì)：化學性質(zhì)很穩(wěn)定，不活潑原因：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)！SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定。相似的結(jié)構(gòu)會有相似的性質(zhì)嗎？

相似碳和硅都是非金屬元素，最外層都是四個電子,主要形成正四價的化合物.+14284Si24+6C9［類比構(gòu)建］二氧化硅與二氧化碳的比較二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物質(zhì)分類

與堿性氧化物反應與堿反應與酸反應與水反應酸性氧化物CO2＋CaO＝CaCO3CaO＋SiO2CaSiO3高溫CO2＋2NaOH＝

Na2CO3+H2OSiO2＋2NaOH＝

Na2SiO3+H2OCO2＋H2O＝H2CO3不反應不反應酸性氧化物雕刻玻璃不和一般的酸反應SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O實驗室能不能用玻璃瓶盛裝HF？【思考3】：實驗室盛裝NaOH溶液的玻璃試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？

防止玻璃塞裸露的SiO2與NaOH溶液反應生成有粘合能力的Na2SiO3，

使瓶塞和瓶口粘在一起?！究偨Y(jié)】：

SiO2是酸性氧化物，能與堿、堿性氧化物反應，特性是能與HF反應。1、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.氫氟酸D.碳酸鈉溶液2、要除去中Fe2O3的SiO2雜質(zhì)，最適宜的試劑是（）A.純堿溶液B.鹽酸

C.硫酸D.燒堿溶液CD課堂練習:易混淆：NaoH溶液不能用玻璃塞，可以用玻璃瓶三、硅酸(H2SiO3)SiO2和H2O能否直接化合生成H2SiO3？不能試管中取2ml飽和Na2SiO3溶液,滴入1-2滴酚酞，再逐滴滴入稀鹽酸（勿過量）【學生探究實驗4-1】：【學生探究實驗4-2】：Na2SiO3溶液中通入CO2氣體底部有小孔飽和NaHCO3溶液現(xiàn)象結(jié)論方程式

滴入酚酞溶液呈紅色，滴入鹽酸有膠凍狀的硅酸凝膠產(chǎn)生Na2SiO3溶液呈堿性，硅酸難溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl

硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就成了“硅膠”。是一種常用的干燥劑。硅酸不穩(wěn)定，受熱分解成SiO2實驗4-2：Na2SiO3溶液中通入CO2氣體有膠凍狀凝膠生成方程式：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3

+Na2CO3結(jié)論：硅酸是一種很弱的酸,比碳酸還弱這個實驗用于證明碳酸酸性強于硅酸產(chǎn)生硅酸原理：較強酸制較弱酸現(xiàn)象：CO2過量時產(chǎn)生NaHCO3能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是（）A．CO2溶于水，SiO2難溶于水B．CO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與Na2CO3反應生成CO2D．稀鹽酸與CaCO3反應放出的氣體直接通入Na2SiO3溶液中生成沉淀

B課堂練習：產(chǎn)生的氣體含HCl氣體應通入飽和NaHCO3溶液后再通入Na2SiO3溶液中四、硅酸鹽硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復雜，一般都不溶于水。最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），其水溶液俗稱為水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火劑等。性質(zhì)：粘合性，溶液堿性，防火性【學生探究實驗4-3】：防火性能比較放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論當水分蒸發(fā)后燃燒當水分蒸發(fā)后不易燃燒用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火制備木材防火劑的原料【練習】：如何用氧化物的形式表示下列硅酸鹽：硅酸鈉：Na2SiO3

Na2O·SiO2

CaO·3MgO·4SiO2

按照原子守恒把硅酸鹽拆分為各個元素的氧化物，中間用·連接，排放順序為：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaMg3Si4O12黏土：Al2(Si2O5)(OH)4活潑金屬氧化物·不活潑金屬氧化物·SiO2·水無機非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷水泥玻璃科學視野：產(chǎn)品原料：陶瓷：黏土玻璃：純堿、石灰石和石英水泥：黏土、石灰石、石膏三大硅酸鹽工業(yè)1、下列物質(zhì)中屬于純凈物的是()A.Na2CO3·10H2O

B.水泥C.純凈的鹽酸D.普通玻璃A鞏固練習2、下列物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（）A.溶解性：CO2<SiO2

B.酸性：H2SiO3>H2CO3C.熔點：SiO2>CO2（干冰）D.硬度：SiO2<CO2C元素CSi單質(zhì)氧化物酸鹽金剛石正四面體晶體硅正四面體H2CO3

弱酸性,不穩(wěn)定對比·總結(jié)·提升Na2CO3溶液顯堿性Na2SiO3溶液顯堿性,防火性H2SiO3

弱酸性,不穩(wěn)定H2CO3>H2SiO3CO2溶于水SiO2不溶于水正四面體SiO2是酸性氧化物能與堿、堿性氧化物反應，特性是能與HF反應。CO2是酸性氧化物，能與堿、堿性氧化物反應，芯片光導纖維三大硅酸鹽工業(yè)--玻璃、陶瓷、水泥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、約占地殼總量的90%以上。非金屬元素在地殼中的含量1、下列物質(zhì)中，能夠與NaOH溶液反應的是（）

A．碳酸鈉 B．硅酸鈉 C．二氧化硅 D．氫氧化鎂2、下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學反應完成的是（）

A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3

C．Na2O2→Na2CO3 D．SiO2→H2SiO3課后練習CD3