化学人教版高中一年级必修1 第四章第一节硅ppt

非金属及其化合物,从沙滩到用户,硅是一种非常重要的无机非金属材料。,无机非金属材料的主角硅,想一想,画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？,C:Si: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。碳和硅既相似又不同。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。,存在形式,一、二氧化硅和硅酸,你知道吗?,常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？,单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，一旦结合就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。,（）天然的SiO2硅石,1二氧化硅（SiO2）,(2)结构,每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角，同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。,SiO2四面体不仅存在于SiO2晶体中，而且存在于所有硅酸盐矿石中。,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用SiO2来表示二氧化硅的组成，表示O与Si的原子个数比，不是分子式是化学式。因此它是具有空间网状结构的晶体。,决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,存在广泛、应用广泛的二氧化硅,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。基本的建筑材料，用作饰物和工艺品等。,现代通信光缆光导纤维,光学纤维胃镜,用光导纤维做无开刀手术,光导纤维手术头灯,思考与交流,物理性质:_,化学稳定性:_,硬度大、熔点高、难溶于水,很稳定,（3）性质二氧化硅和二氧化碳的比较（物理性质）,CO2,SiO2,表示二氧化碳分子及其组成,表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比,气态,固态,很小,很大,可溶于水,不溶于水,很低,很高,SiO2的化学性质（很不活泼）,讨论：初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面？（以CO2为例）,1酸性氧化物,与强碱反应生成盐和水,SiO22NaOH=,Na2SiO3H2O硅酸钠,与碱性氧化物反应生成盐,（有黏合性）,与HF的反应SiO24HF=,SiF42H2O,此反应常用于雕刻玻璃,难溶于水，不与水反应不与酸反应（除氢氟酸以外）,讨论：某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物是否正确?,2特性,二氧化碳,二氧化硅,空气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土,熔、沸点低，微溶于水,熔点高，硬度大，不溶于水,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,存在,物理性质,不反应,与氢氟酸反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,与水反应,与NaOH反应,与CaO反应,与酸反应,3弱氧化性：SiO2+2C=Si+2CO,想一想,2实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,1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？,HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。,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。,2硅酸(H2SiO3),硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。,硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。,思考：刚才讲到SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？,实验：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸,滴入酚酞溶液呈红色,Na2SiO3溶液呈碱性,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,实验探究：,滴入盐酸有硅酸凝胶产生,硅酸难溶于水,（2）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,（3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解SiO2是H2SiO3的酸酐,用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。,SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3,Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3,SiO32-+2H+=H2SiO3,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,二、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,实验2,作木材防火剂,作肥皂填料黏胶剂,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,玻璃,原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑条件：高温熔融主要反应：主要成分：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅,玻璃,有色玻璃,钢化玻璃碎片,加入了不同的金属氧化物,普通玻璃加热接近熔化再急速冷却,玻璃,水泥,水泥,原料：黏土、石灰石、石膏设备：水泥回转窑条件：煅烧主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等,陶器,瓷器,陶瓷,原料：黏土条件：高温烧结,碳化硅（金刚砂，SiC）,硅钢,硅橡胶,分子筛,1制造光导纤维的主要原料是（）A晶体硅B二氧化硅C石墨D硅酸钠2下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A稳定性：CO2SiO2B酸性：H2SiO3H2CO3C熔点：SiO2CO2（干冰）D导电能力：SiCu,B,C,3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4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5加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A石英坩埚B普通玻璃坩埚C铁坩埚D陶瓷坩埚,C,B,C,高纯硅的工业制法,注：SiCl4沸点为57.6,SiCl4+2H24HCl+Si（纯）,三、硅单质,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。,晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。,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,金刚石、晶体硅的微观结构,硅的化学性质,（1）常温下稳定，不与H2SO4、HNO3、Cl2、O2等强氧化剂反应，仅与少数物质反应：,!,硅的化学性质,（2）加热或高温条件下