人教版化学必修1课件：4-1无机非金属材料的主角——硅

第一节无机非金属材料的主角硅,1了解硅在自然界中存在的形式及性质。2了解SiO2的结构、性质和应用，并与CO2有关性质对比。3了解硅酸的性质和制备。4了解硅酸盐的组成和用途，掌握Na2SiO3的性质。,导学导练1硅元素的存在,二氧化硅,氧,+4,氧化物,硅酸盐,2二氧化硅(1)存在存在形态有形和形两大类，统称硅石，石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分是。(2)结构：SiO2晶体是空间网状结构，每个Si周围结合个O，每个O周围结合个Si，SiO。(3)物理性质,结晶,无定,二氧化硅,立体,2,4,12,高,大,不溶,(4)化学性质,(5)用途沙子是基本的建筑材料纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作。和制作饰物和工艺品。实验中使用坩埚。,光导纤维,石英,石英,玛瑙,点拨虽然SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，但SiO2却不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，原因是玻璃中含有SiO2，能与碱起反应，容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。氢氟酸能腐蚀玻璃，故不能用玻璃瓶盛放氢氟酸，而要用塑料瓶。,下列溶液中碳酸钠溶液氢氟酸氢氧化钠溶液氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是()。ABCD,解析、项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃。答案A,硅酸、硅酸盐,1硅酸(1)物理性质颜色：；状态：胶状；溶解性：溶于水。(2)化学性质弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，反应的化学方程式为；结论为：酸性H2CO3H2SiO3。不稳定性。H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式为：。,白色,难,Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3,H2OSiO2,(3)制备,红,无,白色胶状沉淀,碱,(4)存在及用途浓度小形成，浓度大形成，其中，硅酸凝胶干燥脱水得到硅酸干凝胶，称为“”，具有强的，常用作或催化剂的载体。,硅酸溶胶,硅酸凝胶,硅胶,吸水性,干燥剂,2硅酸盐(1)概念：硅酸盐是由硅、和组成的化合物的总称。(2)组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：硅酸钠：.长石：.(3)最简单的硅酸盐Na2SiO3Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。与酸反应向硅酸钠的水溶液中滴加盐酸，反应的离子方程式为：.,氧,金属,Na2OSiO2,K2OAl2O36SiO2,水玻璃,(4)三种常见的硅酸盐产品,点拨因为SiO2不溶于水，因此不能用SiO2与水反应制备硅酸。制备硅酸的原理是：“强酸制弱酸”这一原理可用来设计酸性强弱比较的实验，例证明酸性：盐酸碳酸硅酸。,实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的主要原因是_，变质现象是_，相应化学方程式是_。解析由于H2SiO3的酸性比碳酸的酸性弱，故Na2SiO3在空气中将会与空气中的CO2及溶液中的水发生反应而变质：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，故应密封保存。答案空气中的CO2与Na2SiO3水溶液发生了反应生成白色胶状沉淀物Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3,导学导练1种类及结构单质硅分为晶体硅和两类，晶体硅的结构与类似。2性质(1)物理性质(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与.发生反应。,硅单质,无定形硅,金刚石,氢氟酸、,强碱,3用途(1)半导体材料，如硅芯片等。(2)新型能源，如光电池等。,点拨硅与碳相似，常温下化学性质都不活泼。虽然碳比硅活泼，但由于硅是亲氧元素，所以碳在自然界中有单质，而硅只能以化合态存在。,正误判断(1)硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石()(2)硅的导电性介于导体与绝缘体之间()(3)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应()(4)硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体()解析硅在自然界中只有化合态，没有游离态，硅在自然界中是以二氧化硅和硅酸盐两类物质存在的，硅石的成分是二氧化硅，(1)错；硅在常温下能与F2、HF和强碱反应，(3)错。答案(1)(2)(3)(4),要点一SiO2与CO2的比较【示例1】在一定条件下，既能与CO2反应，又能跟SiO2反应的物质是()。NaHCO3溶液浓硫酸NaOH溶液碳ABCD解析SiO2和CO2都属于酸性氧化物，能与碱反应，同时二者均具有弱氧化性，一定条件下能与单质碳反应。答案D,解析酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物。所以，能与碱反应生成盐和水可以证明该氧化物是酸性氧化物。答案B,要点二单质硅的性质和制取【示例2】硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：,写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式_；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母)。A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅,解析(1)根据给定的反应物和生成物写出化学方程式，注意反应条件和配平。写出反应物和给出的生成物H2SiO3和HCl，用原子守恒法找出另一种生成物为H2，并配平。(2)A项水泥是硅酸盐；B、C选项根据硅的化合物的用途可知，两项说法都正确；D项中玻璃是混合物没有固定熔点；E项盐酸与硅不反应。,答案C,(6)非金属氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高。(7)酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2可以与HF作用：SiO24HF=SiF42H2O。(8)一般无机酸都易溶解于水，而硅酸不溶于水。,一二氧化硅的性质1华裔科学家高锟因“在光学通信领域光在光导纤维中传输的研究方面所取得的开创性成就”获得了诺贝尔物理学奖。光导纤维的主要成分是()。ASiBSiO2CNa2SiO3DSiCl4解析光导纤维的主要成分为SiO2。答案B,2下列说法正确的是()。A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应B二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成C硅酸的酸性比碳酸的酸性弱，且硅酸不溶于水DCO2与SiO2均可溶于水生成对应的酸解析SiO2可以跟氢氟酸反应，反应的化学方程式为：SiO24HF=SiF42H2O，所以A不正确；B项二氧化硅中不存在SiO2分子，错误；D项不正确，SiO2难溶于水，不与水反应。答案为C。答案C,二硅酸3.下列关于硅酸的叙述，错误的是()。A硅酸是一种很弱的酸B硅酸可由二氧化硅与水反应制得C硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅D硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得解析二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是由于二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。答案B,解析酸性强弱与这种酸的氧化物的状态和物理性质无关，A、B均不正确；C项反应只有在高温条件下才能进行，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强；D项属于较强的酸制取较弱的酸，能够证明硅酸的酸性弱于碳酸的酸性。答案D,三硅酸盐5.下列物质是纯净物的是()。A玻璃B水泥C纯碱D水玻璃解析玻璃、水泥均是多种硅酸盐的混合物；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，也是混合物；纯碱是Na2CO3，纯净物。答案C,四硅单质6.有关硅元素的下列叙述中正