无机非金属材料的主角硅4ashx课件

非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角_硅,硅元素在地壳中的含量,3,硅的概况在地壳中含量第二 ： 氧 硅 铝 铁,4,硅的存在与分布,存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。,5,1 、硅的原子结构,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.,一、硅,碳是构成有机物的主要元素,硅是构成岩石和许多矿物的主要元素,6,7,硅单质,8,2、硅的性质,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大的固体。,导电性介于导体和绝缘体之间。,常温下硅单质的化学性质不活泼,物理性质,9,硅的工业制法,10,硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命,硅的用途,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。,岩石,沙子,土壤,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3：已知碳、硅都是亲氧元素。硅的亲氧性强于碳的亲氧性。讨论硅和碳元素在自然界的存在？（参考课文）,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、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。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。,硅石,硅矿山, 二氧化硅的分类,讨论：阅读课本试画出由硅石开始分类的树状分布图。,硅石,结晶形（石英）,无定形（硅藻土）,水晶,玛瑙,玛瑙,水晶,晶体二氧化硅,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。,无定形二氧化硅,科学视野,10928,约180,Si,O,SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定, 二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理和化学性能，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,18,用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。,根据SiO2的存在和应用思考:二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？,思考与交流,坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水，硬度比较大。,a.物理性质：,二氧化硅的性质,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,b.化学性质,不能与水反应,SiO2 + CaO = CaSiO3,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,高温, 是酸性氧化物,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,你知道吗？玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚的合作关系？,b.化学性质,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，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?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_,考考你！,弱氧化性,SiO2 +2C = Si + 2CO ,高温,工业上用此反应制备粗硅，这就是“从沙滩到用户”！,b.化学性质,二、硅酸(H2SiO3),实验1: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,探究1：怎样由石英(SiO2)制取硅酸？,Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4,H4SiO4=H2SiO3+H2O(易),硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。,实验探究2：,实验2：将CO2通入Na2SiO3溶液中,现象：透明的硅酸凝胶生成,方程式：,Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3,你的结论：,硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱,硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。,用途：,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。,1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）A.溶解性：CO2 H2CO3C.熔点：SiO2 CO2（干冰） D.硬度： SiO2 CO22、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,C,C,B,课堂回顾练习:,课堂练习,下列说法正确的是（ ）A.SiO2是酸性氧化物，所以可以和碱反应，不和任何酸反应。B.CO2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸C.SiO2对应的酸有不同的组成D.SiO2跟水反应可得硅酸,BC,32,3、硅酸盐,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,结构复杂一般不溶于水化学性质很稳定,硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃,33,实验4-2,当水分蒸发后燃烧,当水分蒸发后不易燃烧,用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火,制备木材防火剂的原料,将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物时，只需将除O(氧)以外所有的元素写成其常见氧化物，并用“”将它们合起来，但需注意各种原子个数比符合原来的组成，并在某种(或几种)氧化物前加合适化学计量数。,例1(2011上海高一测试)用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是( )A.钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O，表示为Al2O3CaO3SiO23H2OB. 镁橄榄石(Mg2SiO4)，表示为MgOSiO2C.钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为K2O2H2O3Al2O36SiO2D. 石棉(CaMg3Si4O12)表示为CaO3MgO4SiO2,解析根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A项中Al2O3和CaO的排列顺序有误，B项中化学计量数出现了错误，其正确的写法应为2MgOSiO2，C项正确的写法应为K2O3Al2O36SiO22H2O，D项的写法完全符合要求。答案D,3. 硅酸盐的产品(1)常见的硅酸盐产品传统的无机非