高中化学必修一非金属及其化合物适用学习教案

1、会计学1高中化学必修一非金属及其化合物适用高中化学必修一非金属及其化合物适用第一页，编辑于星期三：六点 二十九分。氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其他其他1.20%第1页/共42页第二页，编辑于星期三：六点 二十九分。硅硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅在地壳中含量第二，硅的氧化物及硅酸盐约占地壳质量的酸盐约占地壳质量的90%以上以上硅的存在与分布硅的存在与分布：没有游离态，只有化合没有游离态，只有化合态态(因为它是亲氧元素）；因为它是亲氧元素）；自然界中分布广泛，自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的

2、基本元素是构成矿物和岩石的基本元素。？第2页/共42页第三页，编辑于星期三：六点 二十九分。第3页/共42页第四页，编辑于星期三：六点 二十九分。硅和碳一样硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到其原子既不易失去电子，也不易得到电子，电子，所以硅的化学性质不活泼所以硅的化学性质不活泼,主要形成主要形成四四价化合物价化合物例如例如:SiO2和和H2SiO3及及SiO32-。CSi碳碳是构成有机物是构成有机物的主要元素的主要元素硅硅是构成岩石和许多是构成岩石和许多矿物的主要元素矿物的主要元素从原子结构认识从原子结构认识硅硅第4页/共42页第五页，编辑于星期三：六点 二十九分。结晶形（石英晶体）

3、结晶形（石英晶体）无定形（如：硅藻土）无定形（如：硅藻土）水晶水晶玛瑙玛瑙1、二氧化硅（、二氧化硅（ SiO2 ）(1)存在存在SiO2是硅最重要的化合物。是硅最重要的化合物。第5页/共42页第六页，编辑于星期三：六点 二十九分。 （2） 二氧化硅的用途：二氧化硅的用途：石英制品第6页/共42页第七页，编辑于星期三：六点 二十九分。现代通信用光缆现代通信用光缆光学纤维胃镜光学纤维胃镜用用光导纤维光导纤维做做无开刀手术无开刀手术光导纤维手术头灯光导纤维手术头灯第7页/共42页第八页，编辑于星期三：六点 二十九分。物理性质：物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水熔点高，硬度大，不溶于水第8页/共42页

4、第九页，编辑于星期三：六点 二十九分。（3）物理性质）物理性质物质物质SiOSiO2 2COCO2 2状态（常温）状态（常温）气体气体熔点、沸点熔点、沸点硬度硬度水溶性水溶性1 1：1 1固体固体1610 1610 2230 高高不溶不溶大大思考：两者性质差别为什么如此大？思考：两者性质差别为什么如此大？-78.5 -56.6 低低第9页/共42页第十页，编辑于星期三：六点 二十九分。四面体结构SiOSiO2平面结构O=C=O直线型直线型干冰的结构干冰的结构第10页/共42页第十一页，编辑于星期三：六点 二十九分。物物 质质二氧化硅二氧化硅(SiO(SiO2 2) )二氧化碳二氧化碳(CO(C

5、O2 2) )与水反应与水反应-与酸反应与酸反应-与碱反应与碱反应与碳反应与碳反应SiO2与与CO2化学性质的比较化学性质的比较 CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+4HF=SiF4 +2H2OSiO2+ CaO=CaSiO3高温高温SiO2+2C=Si+2CO 高温高温C+CO2=2CO高温高温与碱性氧与碱性氧化物反应化物反应CO2+CaO=CaCO3高温高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3 (有粘性有粘性) +H2O特殊性：特殊性：二氧化硅是二氧化硅是不溶于水的酸性氧化不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应物，能与氢氟酸反应 第11页/共42页第十

6、二页，编辑于星期三：六点 二十九分。（有粘性）有粘性）第12页/共42页第十三页，编辑于星期三：六点 二十九分。 NaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiO2反应生成反应生成Na2SiO3，使，使瓶塞部分粘结而无法打开。瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装因此盛装NaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。不能用玻璃塞而要用橡胶塞。想一想想一想第13页/共42页第十四页，编辑于星期三：六点 二十九分。氢氟氢氟酸反应酸反应, 想一想想一想2、实验室为什么不用、实验室为什么不用玻璃瓶玻璃瓶盛装氢氟酸？盛装氢氟酸？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能

7、用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。璃试剂瓶而要用塑料瓶。第14页/共42页第十五页，编辑于星期三：六点 二十九分。高温高温3、在高温下能与还原剂反应、在高温下能与还原剂反应Si + 2CO可利用这个反应制可利用这个反应制粗硅粗硅第15页/共42页第十六页，编辑于星期三：六点 二十九分。CO2H2OH2CO3 但是但是SiO2不能与水直接化合成不能与水直接化合成H2SiO3 思考思考：SiOSiO2 2不能直接和水化合成不能直接和水化合成H H2 2SiOSiO3 3，那怎，那怎样制备样制备H H2 2SiOSiO3 3呢？呢？ (二二)、 硅酸（硅酸（H2SiO3） H2SiO3是是一种不溶于水的白色

8、固体。一种不溶于水的白色固体。一种很弱的酸一种很弱的酸(酸性比酸性比H2CO3还弱还弱,不能是紫色石蕊试液变色不能是紫色石蕊试液变色)，（1）制法）制法由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸不溶于水，所以硅酸是通过是通过可溶性硅酸盐与酸反应可溶性硅酸盐与酸反应制得的。制得的。实验实验4-1第16页/共42页第十七页，编辑于星期三：六点 二十九分。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，溶液红色变浅至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，同时有白色胶状物产生无色，同时有白色胶状物产生 a. Na2SiO3溶液呈碱性，溶液呈碱性， b. 可溶性硅酸

9、盐与盐可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，酸反应生成不溶于水的硅酸，c. 先形成硅酸溶胶先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，后形成硅酸凝胶Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体胶体)SiO32- + 2H+ = H2SiO3（胶体胶体）离子方程式：离子方程式：第17页/共42页第十八页，编辑于星期三：六点 二十九分。（2）硅酸化学性质）硅酸化学性质 与强碱发生中和反应与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 不稳定（比不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解稳定），受热易分解 用用H2CO3也可制得也可制得H2SiO3 ，

10、可证明，可证明H2SiO3 的酸性的酸性比比H2CO3弱。弱。SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3（ 胶体胶体 ） Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3（胶体）（胶体）H2SiO3 = H2O + SiO2第18页/共42页第十九页，编辑于星期三：六点 二十九分。BBC1. 将过量的将过量的COCO2 2分别通入：分别通入： CaCl CaCl2 2溶液；溶液； Na Na2 2SiOSiO3 3溶液；溶液； Ca(OH) Ca(OH)2 2溶液；溶液； 饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液；溶液； NaAlONaAlO

11、2 2溶液。溶液。 最终溶液中有白色沉淀析出的是最终溶液中有白色沉淀析出的是 ( )( ) A A B B C C D DB2要除去要除去SiOSiO2 2中混有的少量中混有的少量CaOCaO杂质，最适宜的试剂是杂质，最适宜的试剂是 A. A. 纯碱溶液纯碱溶液 B. B. 盐酸盐酸 C. C. 硫酸硫酸 D. D. 苛性苛性钠溶液钠溶液3 3下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是 A ASiOSiO2 2 +2C=Si+2CO +2C=Si+2CO B BSiOSiO2 2 +2NaOH=Na +2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O

12、O C CSiOSiO2 2 +4HF=SiF +4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O D DSiOSiO2 2 +CaCO +CaCO3 3=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 24 4下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是A. A. 烧碱溶液烧碱溶液 B. B. 浓硫酸浓硫酸 C. HFC. HF氢氟酸氢氟酸 D. D. 碳碳酸钠溶液酸钠溶液高温高温第19页/共42页第二十页，编辑于星期三：六点 二十九分。试剂试剂二氧化硅二氧化硅氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液氢氟酸氢氟酸浓硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶细口磨口塞细口磨口塞广口瓶广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶细

13、口橡皮塞细口橡皮塞5. 5. 实验室有五种试剂，根据它们各自的实验室有五种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。行连线。第20页/共42页第二十一页，编辑于星期三：六点 二十九分。天然水晶石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶。第21页/共42页第二十二页，编辑于星期三：六点 二十九分。天然玛瑙天然玛瑙石英具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。第22页/共42页第二十三页，编辑于星期三：六点 二十九分。结构复杂，一般不溶于水。结构复杂，一般不溶于水。2.硅酸钠（硅酸钠（Na2

14、SiO3), 其水溶液俗称其水溶液俗称水玻璃水玻璃，是制，是制备硅胶和木材防火剂等的原料备硅胶和木材防火剂等的原料。1.概念：是由概念：是由硅、氧和金属硅、氧和金属组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。3.硅酸盐的化学性质硅酸盐的化学性质（1）有很强的热稳定性，能耐高温。）有很强的热稳定性，能耐高温。（2）硅酸盐易与酸反应）硅酸盐易与酸反应 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3(胶体胶体)Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3（胶体）（胶体） 第23页/共42页第二十四页，编辑于星期三：六点 二十九分。4 4、硅酸盐组成表示、硅酸

15、盐组成表示顺序：顺序：活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化较活泼金属氧化物物 SiOSiO2 2 H H2 2O O，化合价低的金属氧化物放在前面。，化合价低的金属氧化物放在前面。（1）保持原有各元素）保持原有各元素化合价不变化合价不变，按顺序写出各，按顺序写出各种元素的氧化物种元素的氧化物如：如：硅酸钠（硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3) )NaNa2 2O SiOO SiO2 2 镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4）2MgO SiO2MgO SiO2 2 普通玻璃（普通玻璃（CaNa2Si6O14）Na2OCaO6SiO2第24页/共42页第二十五页，编辑于星期三：六点 二十

16、九分。（）除氧元素外，其他元素的原子个数（）除氧元素外，其他元素的原子个数比符合原来的组成，配置出现分数时应化比符合原来的组成，配置出现分数时应化为整数。为整数。钙沸石钙沸石CaAlCaAl2 2SiSi3 3H H6 6O O1313CaOAlCaOAl2 2O O3 33SiO3SiO2 23H3H2 2O O长石长石（KAlSi3Ox）K2OAl2O33SiO2第25页/共42页第二十六页，编辑于星期三：六点 二十九分。无机非无机非金属材金属材料料硅酸盐硅酸盐产品产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃5.用途用途第26页/共42页第二十七页，编辑于星期三：六点 二十九分。第27页/共42页第二十八

17、页，编辑于星期三：六点 二十九分。(Na2CO3)（SiO2 ）Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高温高温CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温第28页/共42页第二十九页，编辑于星期三：六点 二十九分。第29页/共42页第三十页，编辑于星期三：六点 二十九分。2.2. 硅硅 钢钢 高导磁高导磁性性 用作变压用作变压器铁芯器铁芯第30页/共42页第三十一页，编辑于星期三：六点 二十九分。4.4.分子筛分子筛吸附剂、催化剂吸附剂、催化剂3.硅橡胶硅橡胶良好的弹性良好的弹性第31页/共42页第三十二页，编辑于星期三：六点 二十九分。新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新

18、型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等第32页/共42页第三十三页，编辑于星期三：六点 二十九分。人造骨人造骨第33页/共42页第三十四页，编辑于星期三：六点 二十九分。四、硅单质四、硅单质 1.存在：硅有晶体硅和无定形硅两种存在：硅有晶体硅和无定形硅两种（自然界中没有游离态的硅）。（自然界中没有游离态的硅）。 2.物理性质：物理性质：（1）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚石）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚石，熔点，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。和沸点都很高，硬度大。（2）导电性介于导体和绝缘体之间。）导电性介于

19、导体和绝缘体之间。第34页/共42页第三十五页，编辑于星期三：六点 二十九分。3.化学性质化学性质-形成共价化合物，化学性质不活泼形成共价化合物，化学性质不活泼(1)加热条件下，能跟一些非金属单质起反应加热条件下，能跟一些非金属单质起反应Si+O2=SiO2第35页/共42页第三十六页，编辑于星期三：六点 二十九分。4 4、制法、制法SiO2 + 2C = Si + 2CO（制取粗硅）（制取粗硅）高温高温粗硅提纯：Si+Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl高温高温高温高温第36页/共42页第三十七页，编辑于星期三：六点 二十九分。5.5.用途用途晶体硅的导电性介于导体和半导体之间晶体硅的导电性介于导体和半导体之间, ,是良好是良好的的半导体材料半导体材料, ,硅是信息技术