无机非金属材料硅教学课件PPT

1、第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角 _硅 硅 第一课时第一课时二氧化硅和硅酸二氧化硅和硅酸 周海燕周海燕 东方市铁路中学东方市铁路中学 在美国旧金山，有个最大的高在美国旧金山，有个最大的高 科技工业园区，称之为科技工业园区，称之为“硅谷硅谷”， 它是现代电子工业和计算机发展的它是现代电子工业和计算机发展的 基地。这说明硅在电子工业革命中基地。这说明硅在电子工业革命中 起着非常重要作用。起着非常重要作用。以硅为基础而以硅为基础而 制成的晶体管是计算机的心脏。制成的晶体管是计算机的心脏。 硅在硅在电子工业电子工业中重要作用中重要作用 硅的用途非常广泛，可用来制造集硅的用途非常广

2、泛，可用来制造集 成电路、晶体管、等半导体器件，成电路、晶体管、等半导体器件， 还可以制太阳能电池，还可以制太阳能电池， 硅硅 芯芯 片片 -1- 思考思考4：常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么：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，碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有， 说明了什么？说明了什么？ 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，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧 化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难 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

3、离态的硅。 硅的氧化物及硅酸盐构成了硅的氧化物及硅酸盐构成了 地壳中大部分的地壳中大部分的岩石、沙子和土岩石、沙子和土 壤壤，约占地壳总量的，约占地壳总量的90%以上以上。 岩石岩石沙子沙子土壤土壤 水晶水晶 玛玛 瑙瑙 玛瑙玛瑙 硅藻土硅藻土 中国硅藻土资源丰富。中国硅藻土资源丰富。 全国全国 10个省个省(区区)有硅藻土矿有硅藻土矿 产出。探明储量的矿区产出。探明储量的矿区 有有354处，总保有储量处，总保有储量 矿石矿石3.85亿吨。仅次于亿吨。仅次于 美国，居世界第美国，居世界第 2位。在地区分布上，位。在地区分布上， 以吉林最多，占全国储以吉林最多，占全国储 量的量的54.8%，云南

4、、福，云南、福 建、河北等地次之。建、河北等地次之。 主要用作装饰、石英坩埚、光纤主要用作装饰、石英坩埚、光纤 二氧化硅的用途二氧化硅的用途 二氧化硅用来制光导纤维二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光 信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是信号的玻璃丝。制造光导纤维的材料就是 二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、 测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大， 2o根光导纤维可每天通话根光导纤维可每天通话 7.6万人次万人次 光学纤维胃镜光学纤维胃镜 用光导纤维做用光

5、导纤维做 无开刀手术无开刀手术 光导纤维手术头灯 小结:用途 n、制光导纤维 n、石英玻璃制化学仪器 n、石英表、石英钟 n、水晶制光学仪器和工艺品 n、玛瑙制精密轴承和装饰品 思思 考考 为什么二氧化硅和二氧化为什么二氧化硅和二氧化 碳物理性质有这碳物理性质有这么么大的差别？大的差别？ si o 每每1个个si原子周围结合原子周围结合4个个o原子，原子，si在中心在中心,o在四个顶角。在四个顶角。 同时每同时每1个个o原子周围结合原子周围结合2个个si原子相结合。原子相结合。 二氧化硅中氧二氧化硅中氧 原子与硅原子个数比为原子与硅原子个数比为2：1，用，用sio2来表示来表示 二氧化硅的组成

6、二氧化硅的组成,表示表示o与与si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化学不是分子式是化学 式。式。 立体网状立体网状 结构决定结构决定 了了sio2具具 有优良的有优良的 物理和化物理和化 学性质学性质 -1- 物质结构决定性质物质结构决定性质, 化学稳定性化学稳定性:_ 很稳定很稳定 不活泼不活泼 5.5.化学性质化学性质 （2） 不不能与水反应能与水反应 sio2 + cao = sio2 + 2naoh = na2sio3 + h2o 高温高温 （1）是酸性氧化物）是酸性氧化物 casio3 返回返回 【问题】大家知道玻璃花雕刻艺术和我 们化学有什么深厚的合作关系吗？这些 画是怎么刻

7、成的吗？ （3 3）不与酸反应（除氢氟酸以外）不与酸反应（除氢氟酸以外） sio2 + 4hf = sif4 + 2h2o （4 4）在高温下与碳酸盐的反应（工业）在高温下与碳酸盐的反应（工业 上制玻璃的主要反应）上制玻璃的主要反应） sio2 + na2co3 = co2 + na2sio3 高温高温 sio2 + caco3 = co2 + casio3 高温高温 5.5.化学性质化学性质 （5）弱氧化性）弱氧化性 sio2 +2c = si + 2co 高温高温 工业上用此反应制备粗硅，这工业上用此反应制备粗硅，这 就是就是“从沙滩到用户从沙滩到用户”！ 5.5.化学性质化学性质 v .

8、下列物质的变化，不能通过一步化学反 应完成的是（ ） a.co2h2co3 b.sio2na2sio3 c.na2ona2co3 d.sio2h2sio3 d -1- 2、硅酸、硅酸 （h2sio3） 现象现象 结论结论 化学方化学方 程式程式 滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液 红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生 a、na2sio3溶液呈碱性，溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸、可溶性硅酸盐与盐酸 反应生成不溶于水的白色胶状沉淀硅酸，反应生成不溶于水的白色胶状沉淀硅酸， na2sio3 + 2hcl

9、= 2nacl + h2sio3 (1).制取制取(较强酸制较弱酸较强酸制较弱酸) 反应原理是什么？ -1- 结论 硅酸可通过 制得 可溶性硅酸钠和盐酸 【问题】那么硫酸可以吗？把二氧化碳通入硅 酸钠溶液可以制得硅酸吗（硅酸酸性弱于碳酸） 巩固练习巩固练习 下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） a.sioa.sio2 2是酸性氧化物，所以可以和碱反应，是酸性氧化物，所以可以和碱反应， 不和任何酸反应。不和任何酸反应。 b.cob.co2 2通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 c.c.硅酸钠是盐溶液，所以水溶液与酚酞不变红硅酸钠是盐溶液，所以水溶液与酚酞不变红 d.si

10、od.sio2 2跟水反应可得硅酸跟水反应可得硅酸 b -1- 硅酸性质及用途 硅酸不稳定硅酸不稳定 生成的硅酸逐渐聚合而形成成的硅酸逐渐聚合而形成 当硅酸的浓度较大时就会形成硅酸当硅酸的浓度较大时就会形成硅酸 硅酸凝胶经过硅酸凝胶经过 就形成硅胶就形成硅胶。 硅胶的用途：硅胶的用途： 加热加热 硅酸溶胶硅酸溶胶（能流动）（能流动） 凝胶（不能流动）凝胶（不能流动） 干燥脱水干燥脱水 干燥剂（干燥剂（吸水，常用袋装食品，瓶装药常用袋装食品，瓶装药 品等的干燥剂，），品等的干燥剂，）， 吸附剂（多孔），吸附剂（多孔）， 催化剂的载体。催化剂的载体。 h2sio3=h2o+sio2 1.地壳中含量

11、第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性 质是（ ） a.熔点很高 b.与水反应生成对应的酸 c.可与烧碱反应生成盐 d.坚硬 2.下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ） a.溶解性：溶解性：co2 h2co3 c.熔点：熔点：sio2 co2（干冰）（干冰） d.硬度：硬度： sio2 co2 3。要除去。要除去sio2中的中的cao杂质，最适宜的试剂是（杂质，最适宜的试剂是（ ） a.纯碱溶液纯碱溶液 b 盐酸盐酸 c 硫酸硫酸 d 苛性钠溶液苛性钠溶液 c b 课堂回顾练习课堂回顾练习: b 二氧化硅(sio2） 二氧化碳(co2) 物理性质 与水反应 与碱反应 与碱性氧 化物反应 与酸反应 与碳反应 熔沸点高、硬度大 熔沸点低、硬度小 不反应 co2+