高一化学硅及其化合物学习教案

1、会计学1高一化学硅及其化合物高一化学硅及其化合物第一页，编辑于星期三：五点 五十七分。硅的存在与分布硅的存在与分布存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以氧存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以氧化物和硅酸盐的形式存在）化物和硅酸盐的形式存在）分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。图图 4-1 4-1 硅的广泛存在硅的广泛存在第1页/共35页第二页，编辑于星期三：五点 五十七分。硅和碳硅和碳一样一样, ,其原子其原子既不易失去电子，也不易得到电既不易失去电子，也不易得到电子，子，所以硅的化学性质不活泼所以硅的化学性

2、质不活泼, ,主要形成主要形成四价化合物四价化合物CSi碳碳是构成有机物的是构成有机物的主要元素主要元素硅硅是构成岩石和许是构成岩石和许多矿物的主要元素多矿物的主要元素从从原子结构原子结构认识硅认识硅第2页/共35页第三页，编辑于星期三：五点 五十七分。硅有硅有晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅两种同素异形体两种同素异形体1 1、灰黑色，有金属光泽，硬而、灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体脆的固体2 2、熔点高、硬度大熔点高、硬度大硅的化学性质硅的化学性质不活泼不活泼，常温下，与常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应氢氟酸、氟气、强碱反应。加热情况下，也能跟一些非金属加热情况下，也能跟一些非金属(Cl

3、2 O2)反应。反应。一、硅单质一、硅单质第3页/共35页第四页，编辑于星期三：五点 五十七分。1 1、与氟气反应：、与氟气反应：2 2、与氢氟酸反应：、与氢氟酸反应：3 3、与强碱溶液反应：、与强碱溶液反应：4 4、与氯气反应：、与氯气反应：5 5、与氧气反应、与氧气反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2高温高温第4页/共35页第五页，编辑于星期三：五点 五十七分。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, ,是是良好的良好的半导体材

4、料半导体材料, ,硅是信息技术的关键材硅是信息技术的关键材料料. .硅太阳能电池硅太阳能电池电脑的中央处理器（电脑的中央处理器（CPU）第5页/共35页第六页，编辑于星期三：五点 五十七分。纯硅的制备纯硅的制备课本课本P81 9T第6页/共35页第七页，编辑于星期三：五点 五十七分。结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙1 1、存在、存在: :硅石硅石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。是自然界中沙子、石英的主要成分。结结晶的晶的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英；天然天然二氧化硅二氧化硅叫硅石叫硅石。

5、第7页/共35页第八页，编辑于星期三：五点 五十七分。 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。 硅原子硅原子二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧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,不是分子式是化学式。不是分子式是化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状结立体网状结构决定了构决定了SiOSiO2 2具有优良的具有优良的物理和化学物理和化学性

6、质性质第8页/共35页第九页，编辑于星期三：五点 五十七分。物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水第9页/共35页第十页，编辑于星期三：五点 五十七分。3 3、二氧化硅的化学性质（、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼通常很不活泼）1、具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性（1）与强碱反应生成盐和水）与强碱反应生成盐和水（2）与碱性氧化物反应生成盐）与碱性氧化物反应生成盐（有粘性，其溶液俗称水玻璃有粘性，其溶液俗称水玻璃）第10页/共35页第十一页，编辑于星期三：五点 五十七分。实验室盛装实验室盛装NaOH

7、NaOH溶液的试剂溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞瓶用橡胶塞而不用玻璃塞 NaOHNaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiOSiO2 2反应生成反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶塞部分，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装粘结而无法打开。因此盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。要用橡胶塞。第11页/共35页第十二页，编辑于星期三：五点 五十七分。SiF42H2O此反应常用于雕刻玻璃此反应常用于雕刻玻璃思考思考: :实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ HFHF能腐蚀玻璃能腐蚀玻璃. .因此，盛装因此，

8、盛装氢氟酸氢氟酸不能用玻璃不能用玻璃试剂瓶而要用试剂瓶而要用塑料瓶塑料瓶。第12页/共35页第十三页，编辑于星期三：五点 五十七分。 二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2 状状 态态 气气 态态 固固 态态熔沸点熔沸点 硬度硬度熔沸很低熔沸很低熔点高，硬度大熔点高，硬度大水水 溶溶 性性 能溶于水能溶于水不溶于水不溶于水化化学学性性质质与与 酸酸 用用 途途人工降雨，灭火人工降雨，灭火,饮料等饮料等P75, 图图45与水反应与水反应与碱性氧化物与碱性氧化物反应反应与碱反应与碱反应CO2 + H2O = H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO

9、3不能反应不能反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O能与氢氟酸反应能与氢氟酸反应二氧化硅和二氧化碳的性质比较二氧化硅和二氧化碳的性质比较第13页/共35页第十四页，编辑于星期三：五点 五十七分。4 4、SiOSiO2 2的用途的用途第14页/共35页第十五页，编辑于星期三：五点 五十七分。现代通信用现代通信用光缆光缆光学纤维光学纤维胃镜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光导纤维手术头灯手术头灯光导纤维光导纤维第15页/共35页第十六页，编辑于星期三：五点 五十七分。第16页/共35页第十七页，编辑于星期三：五点 五十七分。思考思考二氧化硅难溶于水，又不与二氧化硅

10、难溶于水，又不与水反应，那水反应，那么，么，如何制得硅酸呢如何制得硅酸呢？第17页/共35页第十八页，编辑于星期三：五点 五十七分。实验实验4-1：向饱和：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸滴入稀盐酸现现 象象结结 论论方程式方程式滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色 Na2SiO3溶液呈碱性溶液呈碱性Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 （胶体）（胶体）+2NaCl实验探究实验探究滴入盐酸有凝胶产生滴入盐酸有凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水第18页/共35页第十九页，编辑于星期三：五点 五十七分。生成的硅酸逐渐聚合而形成成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶硅酸

11、溶胶（能流动）（能流动），当，当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶硅酸凝胶（不能流动）（不能流动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成，硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶硅胶。硅胶硅胶的用途：的用途：干燥剂（吸水），干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），吸附剂（多孔），催化剂的载体。催化剂的载体。第19页/共35页第二十页，编辑于星期三：五点 五十七分。用用HH2 2COCO3 3可制得可制得HH2 2SiOSiO3 3 ，可证明，可证明HH2 2SiOSiO3 3 的酸的酸性比性比HH2 2COCO3 3弱。弱。SiOSiO3 32- 2- + H+ H2 2O + COO + CO

12、2 2= CO= CO3 32- 2- + H+ H2 2SiOSiO3 3 NaNa2 2SiOSiO3 3 + H+ H2 2O + COO + CO2 2 = Na= Na2 2COCO3 3 + H+ H2 2SiOSiO3 3 向向Na2SiO3溶液中通如溶液中通如CO2也可生成也可生成H2SiO3第20页/共35页第二十一页，编辑于星期三：五点 五十七分。结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定。硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3), 其水溶液俗称水玻其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。是由是由硅、氧

13、硅、氧和和金属金属组成的化合物的总称。组成的化合物的总称。第21页/共35页第二十二页，编辑于星期三：五点 五十七分。放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论当水分蒸发当水分蒸发后燃烧后燃烧当水分蒸发后当水分蒸发后不易燃烧不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防火制备木材防火剂的原料剂的原料第22页/共35页第二十三页，编辑于星期三：五点 五十七分。硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3) 镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4）钙沸石钙沸石Ca(Al2Si3O10) 3H2O活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属

14、氧化物SiO2H2ONa2O SiO22MgO SiO2CaO Al2O3 3SiO23H2O第23页/共35页第二十四页，编辑于星期三：五点 五十七分。 K2O3Al2O36SiO22H2OK(Al3Si3O10)(OH)2第24页/共35页第二十五页，编辑于星期三：五点 五十七分。传统无机非金属材料传统无机非金属材料硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃阅读教材阅读教材78-793、硅酸盐产品、硅酸盐产品 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥3、硅酸盐产品、硅酸盐产品 陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥第25页/共35页第二十六页，编辑于星期三：五点 五十七分。绝缘、易成型绝缘、易成型陶陶 瓷瓷第

15、26页/共35页第二十七页，编辑于星期三：五点 五十七分。2高温高温SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 高温高温玻玻 璃璃 第27页/共35页第二十八页，编辑于星期三：五点 五十七分。加入了不同的金属氧化物加入了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化普通玻璃加热接近熔化再急速冷却再急速冷却玻璃玻璃第28页/共35页第二十九页，编辑于星期三：五点 五十七分。水水 泥泥第29页/共35页第三十页，编辑于星期三：五点 五十七分。 2、硅硅 钢钢（铁合金）（铁合金） 导磁性良导磁性良好，用作好，用作变压器铁变压器铁芯芯第30页/共35页第三十一页，编辑于星期三：五点 五十七分。4、分子筛、分子筛第31页/共35页第三十二页，编辑于星期三：五点 五十七分。新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、