无机非金属材料的主角硅ppt课件_1

第四章 非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角硅 (第1课时),一、硅元素简介 硅原子结构示意图： 硅元素的化学性质： 不易失也不易得电子， 主要形成+4价的化合物。 亲氧元素 硅元素的含量和存在形式： 硅在地壳中的含量为26.3% 以氧化物和硅酸盐的形式存在,氧化物 硅酸盐,碳酸盐 碳的氧化物 有机物,+4,+2 +4,碳元素和硅元素性质比较,SiO2的存在形式？ SiO2具有哪些用途？ SiO2具有怎样的结构 SiO2具有哪些物理性质？,思考与交流,二、二氧化硅和硅酸,1、二氧化硅（ SiO2 ）,（）二氧化硅的存在,天然的二氧化硅约占地壳质量的12%其存在形态有结晶形和无定形两类，统称硅石,石英晶体是结晶形的二氧化硅，又分为水晶和玛瑙,（2）二氧化硅的用途,光导纤维 耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 电子工业的重要部件、光学仪器、 高级工艺品和眼镜片 精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,光导纤维,制化学仪器,石英钟,装饰品,（3）二氧化硅结构,10928,约180,Si,O,SiO2是正四面体的空间网状结构,根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题: SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何? SiO2的这些性质是由什么决定的? (4)物理性质_,不溶于水 硬度大 熔点高,思考与交流,思考1：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）,思考2：实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。,（5） SiO2的化学性质:,.酸性氧化物,SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,b. 特性 SiO2 4HF =SiF4 2H2O,很稳定,SiO2 + CaO = CaSiO3,高温,CO2,SiO2,空气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等,熔、沸点低，微溶于水,熔点高，硬度大，不溶于水,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,存 在,物理性质,不反应,与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,与水反应,与NaOH反应,与CaO反应,与酸反应,SiO2与CO2性质的比较,实验室现提供下列试剂瓶, 细口磨口塞玻璃瓶 广口瓶 细口橡皮塞玻璃瓶 棕色广口瓶 细口塑料瓶， 如何存放下列药品?依据是什么? a.二氧化硅_b.氢氧化钠溶液 c.硝酸银晶体_ d.氢氟酸_ e.浓硫酸_,2、硅酸 （H2SiO3）,滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生,a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀硅酸，,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,(2) 制取,(较强酸制较弱酸),(1)性质 硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色。,（3）用途,思考:分析以上制取原理若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有何现象? (温馨提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性),Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3,生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。也可用做催化剂的载体,课堂小结：,二氧化硅的结构、性质、用途等 硅酸的性质制备和用途,练习,1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质 （ ） A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬 2.赏心悦目的花瓶是用下列物质的一种对玻璃进行刻蚀而形成的,这种物质是 （ ） A.盐酸 B.氢氟酸 C.烧碱 D.纯碱 3、下列试剂不能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的 是 （ ） A.HNO3溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.NaCl溶液,B,B,B,4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ） A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3,D,5.硅酸的工业制法是:将稀释好的硅酸钠和硫酸反应生成水凝胶,经水洗干燥得成品.有关的化学方程式是 .,Na2SiO + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3,三、硅酸盐,硅酸盐结构复杂的固态化合物， 一般都不溶于水。,1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,2.硅酸盐的表示方法：,化学式法：,氧化物法：,硅酸钠：Na2SiO3,硅酸钙：CaSiO3,硅酸钠：Na2O SiO2,硅酸钙： CaO SiO2,高岭石：Al2O3 2SiO2 2H2O,石棉：CaO 3MgO 4SiO2,沸石：Na2 O Al2O3 3SiO2 2H2O,云母： K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O,长石：K2O Al2O3 6SiO2,水泥：3CaO SiO2 2CaO SiO2,玻璃：Na2 O CaO 6SiO2,粘土： Al2O3 2SiO2 2H2O,最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3）， 其水溶液俗称为水玻璃， 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀， 可用作肥皂填料、木材防火剂等 。,3.硅酸钠 （Na2SiO3）,关于硅酸盐说明：,1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水,2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一种粘合剂；,水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞,四、硅酸盐工业,1、硅的工业制法 ：,粗硅：,纯硅：,五、硅单质,2.物理性质,结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体, 熔点高,硬度大。,3.化学性质,在常温下化学性质不活泼,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2,4.用途,晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料,硅太阳能电池,利用硅的半导体