高一化学无机非金属材料主角-硅.ppt

无机非金属材料的主角 硅 1 1 水晶饰品 玛瑙 陶瓷瓶 晶体硅 硅太阳能电池 硅芯片 石英坩埚 石英光导纤维 水泥 玻璃杯 硅胶干燥剂 硅橡胶制品 2 2 氧48.6% 硅26.3% 铝7.73% 铁4.75% 钙3.45% 钠2.74% 钾2.47% 镁2.00% 氢0.16%其他 1.20% 3 3 硅的概况 在地壳中含量第二 ： 氧 硅 铝 铁 4 4 硅的存在与分布 存在：没有游离态，只有化合态 分布：在自然界中主要以氧化物及硅 酸盐形式存在，在自然界中分布广 泛，是构成矿物和岩石的基本元素 。 5 5 1 、硅的原子结构 硅和碳一样,其原子既不 易失去又不易得到电子, 主要形成四价的化合物. 一、硅 +14 2 8 4 Si 2 4 +6 C 硅是构成岩石和许 多矿物的主要元素 6 6 2、硅的性质 硅有晶体硅和无定形硅两种。 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、 熔点、沸点都很高，硬度大的固 体。 导电性介于导体和绝缘体之间。 物理性质 7 7 硅的工业制法 制粗硅 SiO2+2C=Si+2CO 化学性质 常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF 和 NaOH溶液反应。 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2 8 8 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整 流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池， 可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息 技术革命 硅的用途 9 9 练习：有一粗铝，含铁和硅两种杂质。 取等量的样品分别投入足量的稀盐酸和足 量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2， 则该粗铝中铁和硅的关系正确的是（ ） A.物质的量之比为1:1 B. 物质的量之比为2:1 C. 质量之比为4:1 D. 质量之比为2:1 1010 1.二氧化硅(SiO2) 天然硅石 结晶形 无定形 石英 硅藻土一般是由统称为硅藻 的单细胞藻类死亡以后的硅 酸盐遗骸形成的，其本质是 含水的非晶质SiO2 水晶、石英、玛瑙、沙子 二、二氧化硅和硅酸 1111 SiO4四面体结构 正四面体网状结构决定了SiO2具有优 良的物理和化学性质 二氧化硅的结构 1212 物理性质:_ 化学稳定性:_ 硬度大、熔点高、难溶于水 很稳定 根据SiO2的存在，请你分析以下问题： SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何 ？你的根据是什么？ SiO2这些性质是由 什么决定的？ 1313 二氧化硅的化学性质 1、与氢氟酸反应 SiO2 CaO CaSiO3 高温 SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 2 2、与碱性氧化物反应、与碱性氧化物反应 （刻蚀玻璃）（刻蚀玻璃） 注：不能与其它任何酸反应 1414 雕花玻璃 1515 在玻璃表面涂上一层石蜡 1616 在石蜡上雕刻出花纹 ，向挖空部分加少量 氢氟酸 1717 洗掉酸并去掉石蜡 1818 3 3、与强碱反应、与强碱反应 SiO2 2OHSiO32H2O SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O 为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶 用橡皮塞而不用玻璃塞？ 因为碱液会跟玻璃中的SiO2反应，生 成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连 在一起。 1919 二氧化硅与二氧化碳的比较 二氧化碳CO2二氧化硅SiO2 物质质分类类 与酸反应应 与碱性氧化 物反应应 与碱反应应 与水反应应 均属于酸性氧化物 CO2 CaOCaCO3 CaOSiO2 CaSiO3 高温 CO2 2NaOH Na2CO3+H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O CO2 H2OH2CO3不反应 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 不反应 2020 用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪 器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英 电子表、石英钟等。 2121 2. 在一定条件下，既能跟二氧化碳反应 ，又能跟二氧化硅反应的物质是 A.Na2CO3溶液 B. 浓硫酸 C. NaOH溶液 D. 碳 3. 烧融烧碱应选用的器皿是（ ） A.石英坩埚 B. 普通玻璃坩埚 C. 生铁坩埚 D. 陶瓷坩埚 练习 2222 2.硅酸（H2SiO3） 很弱的酸（酸性比碳酸还弱） 难溶于水、性质稳定，易被强碱腐蚀，发 生酸碱中和反应 如何制得硅酸？能用SiO2与水反应制得 吗？为什么？ 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过 可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。 2323 实验4-1 现现象 结论结论 化学方程式 溶液呈红色,加入盐酸溶液红色变浅并 接近消失时,有透明的硅酸凝胶产生. 硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反 应制得的。 NaNa 2 2 SiOSiO 3 3 +2HCl=H+2HCl=H 2 2 SiOSiO 3 3 +2NaCl+2NaCl Na2SiO3+ CO2+ H2O = H2SiO3 + Na2CO3 如何证明硅酸的酸性比碳酸还弱？ 2424 简介:硅胶是有多个单分子硅酸在水中逐渐聚合 而成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后 形成的多孔状固体，对水等物质有极强的吸附 作用，是很好的干燥剂，吸附剂以及催化剂载 体。 2525 3、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物 的总称。 结构复杂 一般不溶于水化学性质很稳定 硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃 用途：木材防火剂；制备硅胶 2626 硅酸盐的丰富性和多样性 人面鱼纹盆 2727 2828 2929 3030 陶瓷 日用器皿、建筑饰材、卫生洁具 3131 玻璃 普通玻璃: Na2OCaO6SiO2 3232 水泥 以黏土和石灰石为主