高中化学 4.1《无机非金属材料的主角——硅》课件人教版必修一.ppt

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 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 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 硅的分布与存在 存在 没有游离态 只有化合态分布 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 si 最外层电子数是4 碳也是 思考2 碳 硅原子主要显几价 正四价 4价 思考1 硅原子最外层电子数是多少 我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同 1 硅的工业制法 粗硅 纯硅 一 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 利用硅的半导体性能 制成光电池 将光能转化为电能 太阳能电池 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 大规模集成电路 硅的用途非常广泛 可用来制造集成电路 晶体管 硅整流器等半导体器件 还可以制太阳能电池 制铝合金 铁合金等多种合金 硅芯片 在美国旧金山 有个最大的高科技工业园区 称之为 硅谷 它是现代电子工业和计算机发展的基地 这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用 以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏 硅在电子工业中重要作用 二氧化硅 sio2 二氧化硅广泛存在于自然界中 与其他矿物共同构成了岩石 是一种坚硬难熔的固体 硅石 硅矿山 二 二氧化硅和硅酸 一 二氧化硅 sio2 二 二氧化硅和硅酸 水晶 晶体二氧化硅 玛瑙 玛瑙 无定形二氧化硅 硅藻土中国硅藻土资源丰富 全国10个省 区 有硅藻土矿产出 探明储量的矿区有354处 总保有储量矿石3 85亿吨 仅次于美国 居世界第2位 在地区分布上 以吉林最多 占全国储量的54 8 云南 福建 河北等地次之 矿床类型主要为火山物源沉积型矿床 吉林长白 山东临胸 浙江嵊州市硅藻土矿等 和陆源沉积型 云南寻甸 四川米易硅藻土矿等 矿床 si o 二氧化硅的晶体结构示意图 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 物理性质 一 二氧化硅 silicondioxide 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 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 2 化学性质 不能与水反应 sio2 2naoh na2sio3 h2o 是酸性氧化物 sio2 2oh sio32 h2o 不与酸反应 除氢氟酸以外 sio2 4hf sif4 2h2o 在高温下与碳酸盐的反应 sio2 na2co3 co2 na2sio3 高温 sio2 caco3 co2 casio3 高温 玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系 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 3 二氧化硅的用途由于sio2具有优良的物理化学性能加上sio2在自然界的广泛存在 因此从古到今都被人类广泛地应用 光学纤维胃镜 石英制品 水晶 石英 玛瑙 二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的 能传导光信号的玻璃丝 制造光导纤维的材料就是二氧化硅 光导纤维主要用于通讯 传感 测量等 光纤通讯的优点就是通信容量大 一对光纤上可同时传送3万门电话 硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶 称为 硅胶 酸性较弱 比碳酸的酸性还弱 二 硅酸 h2sio3 干燥硅胶 湿硅胶 硅胶多孔 吸附水份能力强 常用作实验室和袋装食品 瓶装药品等的干燥剂 也可以用作催化剂的载体 用途 探究实验 向饱和na2sio3溶液中 滴入酚酞 再滴入稀盐酸 现象 结论 方程式 滴入酚酞溶液呈红色 滴入盐酸有有白色胶状沉淀产生 na2sio3呈碱性 硅酸难溶于水 na2sio3 2hcl 2nacl h2sio3 1 下列各组物质有关性质关系的比较 正确的是 a 溶解性 co2h2co3c 熔点 sio2 co2 干冰 d 硬度 sio2 co2 c 2 下列物质中 不能用玻璃瓶来盛装的是 a 烧碱溶液b 浓硫酸c 氢氟酸d 碳酸钠溶液 c 3 要除去sio2中的cao杂质 最适宜的试剂是 a 纯碱溶液b盐酸c硫酸d苛性钠溶液 b 三 硅酸盐 硅酸盐结构复杂的固态化合物 一般都不溶于水 硅酸盐是由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 放入蒸馏水 现象 结论 水份蒸发后燃烧 放入na2sio3溶液 水份蒸发后不燃烧 水份蒸发后 失去防火作用 防火效果好用作防火剂 实验4 2 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 na2o al2o3 3sio2 2h2o 云母 k2o 3al2o3 6sio2 2h2o 长石 k2o al2o3 6sio2 水泥 3cao sio2 2cao sio2 玻璃 na2o cao 6sio2 粘土 al2o3 2sio2 2h2o t 水泥是一种非常重要的建筑材料 万丈高楼平地起 穿针引线是水泥 湘乡水泥厂 生产过程 黏土和石灰石 两磨 一烧 研磨 煅烧 再磨成细粉 水泥的生产原料 普通硅酸盐水泥的成分 1水泥 水泥的性能 水泥具有水硬性 水泥 沙子和水的混合物 建筑黏合剂 水泥 沙子和碎石的混合物 混凝土 水泥砂浆 2 玻璃 生产过程 纯碱 石灰石和石英 玻璃的生产原料 普通玻璃的成分 na2sio3 casio3和sio2组成的混合物 或na2o cao 6sio2 玻璃无固定的熔沸点 在一定温度范围内软化 玻璃的性能 3 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 江西宜兴 有陶都之称 隋带烧制的三彩陶骆驼 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 用同一字母拼音表示 江西景德镇 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 我国素有 瓷都 之称的地方 江西景德镇所烧制的瓷器 传统无机非金属材料 陶瓷 玻璃 水泥 新型无机非金属材料 新型陶瓷 高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷等 新型无机非金属材料 1 新型无机非金属材料的特征 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 2 结构材料 高温结构陶瓷 1 氧化铝陶瓷 人造刚玉 高压钠灯的灯管就是用氧化铝陶瓷制作的 高压钠灯是发光效率很高的一种电光源 光色金白 在它的灯光下看物清晰 不刺眼 平均寿命长达1万小时 2万小时 比高压汞灯寿命长2倍 是白炽灯手民能够的10倍 是目前寿命最长的灯 高压钠灯 透明氧化铝陶瓷 注 钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决 由于没有一种能抵御高温钠蒸气 1400 强烈腐蚀的特殊材料 所以 直到1965年才制取第一支高压钠灯 用高温结构陶瓷做的发动机叶片 1 下列物质中属于纯净物的是