高中化学无机非金属材料的主角——硅课件必修一.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 第一课时二氧化硅硅酸 一 硅元素在自然界的存在和含量 3 存在形式 1 地壳中的含量 仅次于氧 化合态 硅的氧化物和硅酸盐 2 存在 岩石 沙子 土壤 二 硅原子的结构 1 画出c si的原子结构简图 并由此分析 硅的化学性质为什么活不活泼 硅的化合价主要是多少 2 在自然界中有大量游离态的碳 但却没有硅 这说明了什么 思考与交流 si原子最外层有四个电子 既不易失电子 也不易得电子 所以 硅的化学性质不活泼 主要形成四价的化合物 主要形成石灰岩和碳酸盐 其氧化物二氧化碳通常以分子形式存在于大气中 自然界中有稳定的单质 是一种亲氧元素 主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在 思考与讨论1 sio2是不是两性氧化物 三 二氧化硅 1 存在 硅石 结晶形 无定形 石英 水晶 玛瑙 硅藻土 2 结构 正四面体的空间网状结构 109 28 约180 si o 3 物理性质 难溶于水 熔点高 硬度大 4 化学性质 酸性氧化物 类比co2 特性 与hf酸反应 sio2 4hf sif4 2h2o 弱氧化性 sio2 2naoh na2sio3 h2o co2 cao caco3 与naoh反应 与cao反应 与cao反应 co2 2naoh na2co3 h2o 与naoh反应 co2 h2o h2co3 与h2o反应 与h2o反应 不反应 思考与讨论2 实验室盛装naoh溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞 naoh溶液能与玻璃中的sio2反应生成na2sio3 使瓶塞部分粘结而无法打开 因此盛装naoh溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞 sio2 5 用途 装饰品 石英坩埚 光导纤维 石英手表 光学仪器 耐磨器皿 精密仪器轴承 四 硅酸 思考与讨论3 二氧化硅难溶于水 如何制得硅酸 滴入酚酞溶液呈红色 滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生 na2sio3溶液呈碱性 生成的硅酸可聚合形成胶体溶液 浓度增大时形成软而透明的硅酸凝胶 na2sio3 2hcl h2sio3 胶体 2nacl 1 制法 na2sio3 2hcl h2o 2nacl h4sio4 2 性质 白色胶状固体 难溶于水 弱酸性 不能使指示剂变色 酸性h2sio3 h2co3 脱水形成 硅胶 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 思考与讨论4 如何设计实验证明二者酸性强弱 不稳定性 h4sio4 h2sio3 h2o 干燥剂吸附剂催化剂的载体 3 用途 硅胶 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 第二课时硅酸盐硅单质 五 硅酸盐 1 定义 由硅 氧和金属组成的化合物的总称 2 性质 大多不溶于水 化学性质稳定 活泼金属氧化物 不活泼金属氧化物 二氧化硅 水 3 表示方法 p77资料卡片 4 硅酸钠na2sio3 放入水中的木条水分蒸发后燃烧 放入na2sio3中的不燃烧 na2sio3不易燃烧 可作防火剂 化学性质 a与酸反应 na2sio3 2hcl 2nacl h2sio3 b与盐反应 na2sio3 cacl2 2nacl casio3 思考与讨论5 na2sio3溶液在空气中久置会出现什么现象 原因 用途 肥皂填料 木材防火剂及黏胶剂等 物理性质 白色固体 可溶于水 水溶液俗称水玻璃 泡花碱 无色粘稠 可制备硅胶和木材防火剂 5 硅酸盐工业 无机非金属材料 新型无机非金属材料 传统无机非金属材料 陶瓷 玻璃 水泥 新型陶瓷 硅酸盐产品 高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷 特殊含硅化合物 碳化硅sic 俗名金刚砂 具有与金刚石类似的空间网状结构 硬度大 熔点高 玻璃 主要成分 na2sio3 casio3 sio2 na2o cao 6sio2 na2co3 sio2 na2sio3 co2 caco3 sio2 casio3 co2 主要原料 纯碱 石灰石和石英 主要设备 玻璃窑 水泥 主要原料 粘土和石灰石 石膏适量 调节水泥硬化速度 主要成分 硅酸三钙 3cao sio2硅酸二钙 2cao sio2铝酸三钙 3cao al2o3 主要设备 水泥回转窑 陶瓷 主要原料 粘土 新型无机非金属材料的特性 能承受高温 强度高 例如 氮化硅陶瓷在1200 左右的高温下 仍具有很高的强度 可用来制造汽轮机叶片 轴承 永久性模具等 具有电学特性 一些新型无机非金属材料可以作为半导体 导体 超导体等 一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板 具有光学特性 有些新型无机非金属材料能发出各色的光 有的能透过可见光 有的能使红外线 雷达射线穿过 具有生物特性 有些新型无机非金属材料强度高 无毒 不溶于水 对人体组织有较好的适应性 可直接植入人体内 用这类材料制成的人造牙齿 人造骨骼 已被应用在医疗上 六 硅单质 1 存在和状态 1 只有化合态 无游离态 2 晶体硅和无定型硅 2 物理性质 灰黑色 有金属光泽 硬而脆的固体 熔沸点较高 3 化学性质 不活泼 1 常温下 si 4hf sif4 2h2 si 2naoh h2