高中化学 第4章 第1节 硅 无机非金属材料课件 鲁科版必修1.ppt

第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料 很久以前的一个阳光明媚的日子 有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口的沙洲时便搁浅了 中午到了 大家用船上装的苏打晶体垒起锅灶 在沙洲上埋锅造饭 当他们吃完饭收拾餐具时 发现了一个奇妙的现象 只见锅下沙子上有种东西晶莹发光 十分可爱 大家都不知道这是什么东西 以为发现了宝贝 就把它收藏了起来 其实 这是在烧火做饭时 支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应 形成了玻璃 你知道玻璃的主要成分是什么吗 工业上如何制玻璃 2 了解二氧化硅的主要性质及其用途 重点 3 了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成 性能 用途 1 了解硅的主要性质 重点 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石 沙子和土壤 约占地壳总量的90 以上 常见存在物质形式 一 硅 存在形态 无游离态 只有化合态 二氧化硅和硅酸盐 同素异形体 晶体硅 由同种元素组成的性质不同的单质 无定形硅 氧48 60 硅26 30 铝7 73 铁4 75 钙3 45 钠2 74 钾2 47 镁2 00 氢0 76 其他1 20 硅元素在地壳中的含量 含量仅次于氧 观察硅单质的实物图片 总结硅的物理性质 1 物理性质 灰黑色 有金属光泽 固体 大 高 介于导体和绝缘体之间 2 化学性质 1 常温下化学性质稳定 不易与h2 o2 cl2 硫酸 硝酸 盐酸等物质反应 只与强碱 氢氟酸 氟气反应 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 si 2f2 sif4 si 4hf sif4 2h2 与氢氧化钠 与f2 与hf 2 加热 燃烧 放出大量的热 粗硅 高温 3 硅的工业制法 粗硅 想一想 粗硅如何提纯 硅芯片 大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现 所以需要对粗硅进行提纯 粗硅 最早使用的半导体材料是锗 现在最广泛使用的半导体材料是硅 4 硅的用途 1 硅芯片半导体材料 导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料 2 制集成电路 晶体管 硅整流器等半导体材料 3 含硅4 的钢可制变压器铁芯 4 含硅15 的钢具有耐酸性 制耐酸设备 太阳能电池 电脑的中央处理器 cpu 硅光电池 大规模集成电路 硅石 硅矿山 二 二氧化硅 1 二氧化硅的存在 在自然界主要存在于水晶 石英和沙子等物质中 纯净的二氧化硅俗称水晶 2 物理性质 无色 高 大 不溶于水 不导电 与烧碱溶液反应 sio2 2naoh na2sio3 h2o 1 酸性氧化物 3 化学性质 与氧化钙反应 2 与碳酸盐反应 3 不与酸反应 除氢氟酸以外 sio2 4hf sif4 2h2o 4 弱氧化性 均属于酸性氧化物 co2 cao caco3 co2 2naoh na2co3 h2o sio2 2naoh na2sio3 h2o co2 h2o h2co3 不反应 不反应 sio2 4hf sif4 2h2o 二氧化硅与二氧化碳的区别和联系 思考与交流 1 实验室盛装naoh溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 你知道为什么吗 提示 防止玻璃塞中的sio2与naoh溶液反应生成粘稠的na2sio3 使瓶塞和瓶口粘在一起 sio2 2naoh na2sio3 h2o 思考与交流 2 为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸 那用什么瓶保存 为什么能用氢氟酸来刻蚀玻璃 提示 原因是玻璃中含有sio2会与hf反应生成sif4气体用塑料瓶盛装氢氟酸 雕刻玻璃 4 用途 1 沙子是基本的建筑材料 2 纯净的sio2是现代光学及光纤制品的基本原料 可以制作光导纤维 3 石英和玛瑙制作饰物和工艺品 硅酸盐是由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 硅酸盐是结构复杂的固态化合物 一般都不溶于水 1 含义 三 硅酸盐 2 硅酸钠 na2sio3 最简单的硅酸盐 硅酸的制备 硅酸的制备 较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸 2hcl na2sio3 h2o h4sio4 2nacl 3 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 硅酸钠俗称泡花碱 它的水溶液俗称水玻璃 是一种粘合剂 3 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 因naoh溶液会与玻璃的主要成分sio2反应 生成的na2sio3溶液会使瓶塞与瓶壁粘连在一起 因此保存naoh溶液时不能使用玻璃塞 t 四 硅酸盐工业 无机非金属材料 硅酸盐产品 1 分类 2 玻璃 纯碱 石灰石和石英 na2sio3 casio3和sio2 玻璃无固定的熔沸点 3 水泥 水泥 沙子和水 水泥 沙子和碎石 黏土和石灰石 硅酸三钙 3cao sio2 硅酸二钙 2cao sio2 铝酸三钙 3cao al2o3 水硬性 水泥砂浆 混凝土 4 陶瓷 陶瓷具有抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型等许多优点 因此 陶瓷制品一直为人们所喜爱 家用陶瓷 隋代烧制的三彩陶骆驼 瓷器是中华文明的象征 在许多拉丁语系国家中 瓷器 和 中国 都以 china 同一字母表示 江西景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为 洁如玉 明如镜 薄如纸 声如罄 我国江西景德镇素有 瓷都 之称 江西景德镇所烧制的瓷器 陶瓷器制作过程示意图 1 新型无机非金属材料的特征 五 新型无机非金属材料 1 耐高温 强度高 2 具有电学性质 3 具有光学性质 4 具有生物功能 材料家族中的元素 硅及其化合物 硅单质的存在 性质 用途 sio2的性质 用途 无机非金属材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 1 下列关于硅的叙述 不正确的是 a 硅是非金属元素 但其单质是灰黑色有金属光泽的固体b 硅的导电性介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料c 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质反应d 当加热到一定温度时 硅能与氧气 氢气等非金属单质反应 c ac 2 双选 下列关于碳和硅的叙述中 不正确的是 a 氧化物都能与naoh溶液反应b 单质在加热时都能与氧气反应c 氧化物都能溶于水生成相应的酸d 常温下 碳和硅的单质化学性质