[理化生]硅完整版自己上课用的.ppt

电脑的中央处理器（CPU）,硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。,你知道“硅谷”吗？,材料家族中的元素,第一节 硅 无机非金属材料,学习目标 1了解硅元素在自然界中的存在形式； 2知道硅及二氧化硅的性质； 3. 知道硅及其化合物的用途； 学习重点、难点 硅及二氧化硅的性质,硅元素(silicon)在地壳中的含量,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%,硅26.3%,1、存在：没有游离态，只有化合态 2、分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。,一、硅单质,画出碳和硅的原子结构示意图,分析： 既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。,硅元素,1.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。,单质硅,晶体硅,无定形硅,2、化学性质：不活泼 常温下，只与F2、HF、强碱反应 Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2,加热条件下，与某些非金属反应,(碳化硅，俗称金刚砂)，制造砂轮、砂纸,3.用途,晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,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,利用硅的半导体性能，制成光电池 ，将光能转化为电能。,4、硅的工业制法 ：,粗硅：,纯硅：,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,二.二氧化硅.,SiO2,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,SiO2是正四面体的空间网状结构， 因此性质很稳定,坚硬难熔的固体， 熔沸点比较高， 不溶于水， 硬度比较大。,1.二氧化硅物理性质,2、SiO2的化学性质（很不活泼）,（1）.通性（酸性氧化物） 与碱性氧化物反应生成盐 SiO2 CaO = CaSiO3 与强碱反应生成盐和水 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O,高温,水玻璃 有粘性,（2）.特性 与HF的反应（不与其它酸反应） SiO2 4HF = SiF4 2H2O 用途：雕刻玻璃 弱氧化性,工业上用此反应制备粗硅,高温,电炉,SiO2与CO2化学性质的比较,CO2+H2O=H2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,SiO2+4HF=SiF4 +2H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,特殊性：二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应,思考：,1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？ 2、实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？,二氧化硅（SiO2）,4、用途及危害（106页） 用途：制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。,危害：在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病。,3、用途及危害 用途：制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。,1、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是 ( ） A、烧碱 B、纯碱 C、氢氟酸 D、盐酸,C,练习,2二氧化硅属于酸性氧化物，理由是 （ ） ASi是非金属元素 BSiO2对应的水化物是可溶性弱酸 CSiO2与强碱反应生成盐和水 DSiO2不能与酸反应,C,3、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_,4、利用光导纤维能够传递光的性质，可以把光信号传到远方，构成光的“有线通信”系统，这就是光纤通信。下列关于制光导纤维的原料及传递光信号的物理原理均正确的是（ ） ACaCO3 ，光的折射 BSiO2 ，光的全反应射 CCaO，光的干涉 DNa2CO3 ，光的衍射,B,5、下列关于二氧化硅的叙述中，不正确的是（ ） 在固态和液态时，导电性都很差 能跟强碱反应，但不能与水反应 SiO2的物理性质与CO2类似 既是酸性氧化物，又是碱性氧化物 A、 B、 C、 D、,C,三、硅酸：（1）硅酸的制备,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 （2）硅酸的性质 物理性质:白色,胶状,不溶于水的物 化学性质:弱酸性酸性比碳酸弱. H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3 不稳定性,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,（3）用途：可作干燥剂和催化剂的载体,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 。,硅酸钠 （Na2SiO3）,四、硅酸盐,1.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,氧化物形式表示方法： 活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2 H2O,高岭石： Al2Si2H4O9,石棉： CaMg3Si4O12,沸石： Na2Al2Si3O12,云母： K2Al6Si6O24,长石： K2Al2Si6O16,五、硅酸盐工业,（1）玻璃,原料：纯碱、石灰石、石英 设备：玻璃窑 条件：高温熔融 主要反应： 主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅,高温,SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2 SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2,高温,混合物，无固定熔点,（2）水泥,原料：黏土、石灰石、石膏 设备：水泥回转窑 条件：煅烧 主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等,水泥具有水硬性,（3）陶瓷,原料：黏土 条件：高温烧结,抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型,1下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 （ ） A硅胶 B水晶 C玛瑙 D硅石 2NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂 瓶中 （ ） A具有玻璃塞的细口瓶 B具有玻璃塞的广口瓶 C带滴管的滴瓶 D具有橡胶塞的细口瓶 3可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的 是 （ ） A二氧化硅 B粗硅 C高纯硅 D硅酸盐 4下列不是水玻璃用途的是 （ ） A肥皂填料 B木材防火剂 C纸板黏胶剂 D建筑装饰材料 5下列不属于传统硅酸盐产品的是（ ） A玻璃 B水泥 C光导纤维 D陶瓷,A,D,C,D,C,6二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与 其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是 A浓盐酸 B硫酸 C硝酸 D氢氟酸 7能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ） ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B