人教版高中化学必修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――硅课件(1).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 1 了解二氧化硅及硅酸的主要性质及应用 2 了解硅和硅酸钠的性质和用途 3 了解硅酸盐产品的性能和用途 4 认识硅及其重要化合物对生态环境的影响 一 二氧化硅及硅酸1 硅元素的存在硅在地壳中的含量为26 3 仅次于 硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石 沙子和土壤 占地壳质量的90 以上 硅是一种 元素 主要以熔点很高的氧化物 亲氧 和硅酸盐的形式存在 2 二氧化硅 SiO2 1 存在 硅石 水晶 天然二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类 统称 和玛瑙的主要成分都是二氧化硅 氧 2 结构特点 立体网状 二氧化硅晶体为 结构 基本结构单元是 SiO4 四面体 Si在中心 O在4个顶角 SiO2晶体是由Si和O按 的比例组成 结构的晶体 1 2 立体网状 3 物理性质二氧化硅的熔点 硬度 不溶于水 纯净的 SiO2透光性好 高 大 4 化学性质SiO2的化学性质很不活泼 氢氟酸是唯一可以与之发生反应的酸 写出下列反应的化学方程式 SiO2与氢氟酸 HF 反应 SiO2与碱性氧化物 CaO 反应 SiO2与强碱 NaOH 反应 SiO2 CaO 高温 CaSiO3 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 5 用途以SiO2为主要成分的沙子用作建筑材料 纯净的SiO2可作光学材料和光纤制品的原料 石英 玛瑙可以作装饰品和工艺品 3 硅酸 H2SiO3 硅酸是一种很弱的酸 酸性比碳酸 溶解度很小 硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的 硅酸钠与盐酸反应的化学方程式 硅胶 是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔的硅酸干凝胶 常用作 也用作催化剂的载体 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 干燥剂 弱 二 硅酸盐 硅 氧和金属 1 硅酸盐的组成 结构特点及性质硅酸盐是由 组成的化合物的总称 其是一大类结构复杂的固态物质 大多数不溶于水 化学性质稳定 硅酸盐组成的表示方式 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 如粘土的主要成分是Al2O3 2SiO2 2H2O 2 硅酸钠 Na2SiO3 水玻璃 硅胶 硅酸钠是最简单的硅酸盐 可溶于水 其水溶液俗称 是制备 和木材防火剂的原料 放在空气中变质的化学方程式 3 硅酸盐工业 玻璃 水泥 陶瓷 三大传统无机非金属材料是 一些特殊功能的含硅物质如碳化硅 SiC 硅钢 分子筛等 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 硅橡胶 三 硅单质 1 存在及结构特点 金刚石 高 大 半导体 电能 单质硅有晶体硅和无定形硅两种 晶体硅的结构与 类似 2 性质单质硅是带有金属光泽的灰黑色固体 熔点 硬度 有脆性 在常温下化学性质不活泼 3 用途晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间 是良好的 材料 硅同时还是人类将太阳能转化为 的常用材料 硅 二氧化硅 硅酸的性质 1 硅和二氧化硅化学性质的比较 续表 2 硅酸的化学性质 1 弱酸性 硅酸是一种难溶于水的弱酸 其酸性比碳酸还 弱 但能与强碱反应 方程式为H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 2 不稳定性 硅酸的热稳定性很差 受热分解为SiO2和 H2O H2SiO3 SiO2 H2O 3 二氧化硅与二氧化碳的性质比较 续表 硅 二氧化硅 硅酸的性质 A 玻璃与氢氟酸C 单质硅与浓硝酸 B 氧化铝与氢氧化钠D 在高温下二氧化硅与生石灰 解析 玻璃的主要成分是硅酸盐 能与HF发生反应 氧化铝是两性氧化物 能溶于强碱 单质硅在常温下化学性质不活泼 除能与F2 HF 强碱反应外 不与其他物质反应 二氧化硅是酸性氧化物 能在一定条件下与碱性氧化物反应 答案 C 1 广东广州检测 能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性 的实验事实是 A CO2溶于水形成碳酸 SiO2难溶于水B CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C 高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D CO2是气体 而SiO2是固体答案 B 2 盛放熔融烧碱应选用的器皿是 A 石英坩埚C 生铁坩埚 B 普通玻璃坩埚D 陶瓷坩埚 氢氧化钠能与玻璃发生反应生成硅酸钠 硅酸钠具有粘性 将瓶塞与试剂瓶粘连 导致瓶塞无法打开 所以盛装氢氧化钠的试剂瓶要用软木塞或者橡胶塞 氢氟酸也能与玻璃发生反应 所以不能用玻璃试剂瓶盛装氢氟酸 而要用塑料瓶盛装 答案 C 硅及其化合物的综合考查 例2 下列各单质和化合物之间存在以下转化关系 而且各单质和化合物的组成元素的原子皆不超过三个电子层 由图4 1 1中各物质间的关系判断 图4 1 1 1 单质A只可能是 这是因为 2 单质B一定是金属还是非金属 3 各化合物的化学式是 甲 乙 丙 丁 解析 这是一道不定范围的线路推断题 解此类型题首先应抓住突破口 缩小范围 分析推理 由A NaOH 溶液 H2 化合物乙 得A可能为Si或Al 因为不超过三个电子层的只有Si和Al可与NaOH溶液反应 又化合物乙 HCl 过量 丁 若A为Al 则乙应为NaAlO2 丁为AlCl3 当丁与NaOH溶液反应时 产物可能是Al OH 3或NaAlO2 与前述乙为NaAlO2的推断矛盾 故A为Si 则丁只能为H2SiO3 其他物质均可一一推出 答案 1 SiA与NaOH溶液反应产物有H2 则A只可能为Al或Si 但化合物乙与过量盐酸反应可得丁 且它能失去化合物丙 则丁不可能为HAlO2 只能是H2SiO3 则A只能为Si 2 非金属 3 SiO2 Na2SiO3 H2O H2SO3 3 双选 制备高纯度硅的主要化学反应如下 SiO2 2C 高温 Si 2CO Si 2Cl2 SiCl4 SiCl4 2H2 高温 Si 4HCl A 只有 是置换反应B 是化合反应C 从生产成本考虑 反应 多余 可省略D 反应 中H2是还原剂 SiCl4是氧化剂答案 AC 4 双选 下列说法中 正确的是 A 硅酸是不挥发性酸 它与食盐反应生成氯化氢B 氢氟酸能和玻璃发生化学反应 所以氢氟酸要存放在塑料瓶中C 水玻璃有粘性 所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中D 烧碱溶液能腐蚀玻