鲁科版化学必修1《硅、无机非金属材料》ppt课件

1、 化学化学1（必修）（必修）第四章第四章第一节第一节 硅硅 无机非金属材料无机非金属材料 （第一课时）（第一课时）瓷器是中国最伟大的创造之一，所以中国被誉为瓷器是中国最伟大的创造之一，所以中国被誉为“瓷国瓷国”水晶晶莹剔透，常被人们看作纯洁和永恒的象征水晶晶莹剔透，常被人们看作纯洁和永恒的象征太阳能电池太阳能电池以其易获得、无污染等特点，应用越来越广泛太阳能电池以其易获得、无污染等特点，应用越来越广泛海边的沙子海边的沙子第一节第一节 硅硅 无机非金属无机非金属材料材料【教学目标】【教学目标】 1、掌握硅的性质、用途。、掌握硅的性质、用途。 2、掌握二氧化硅的组成、性质和、掌握二氧化硅的组成、性

2、质和用途。用途。【教学重点】【教学重点】 硅和二氧化硅和二氧化硅硅的主要性质的主要性质、用途、用途。一、单质硅与半导体材料一、单质硅与半导体材料方法介绍：方法介绍： 研究物质主要从研究物质主要从存在存在、结构结构、性质性质、制备制备、 用途用途等几个角度加以考虑。等几个角度加以考虑。观察硅单质的实物图片观察硅单质的实物图片，并阅读教材并阅读教材P107-108第一第一段，总结硅的物理性质段，总结硅的物理性质。硅硅 粉粉氧氧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%1、硅的存在：、硅的存在：自然界中

3、的硅都以自然界中的硅都以化合态化合态存在。人工制得的硅单质存在。人工制得的硅单质有有晶体硅晶体硅和和无定形硅无定形硅两种。两种。从组成角度看，晶体硅与无定从组成角度看，晶体硅与无定形硅之间是什么关系？有相同形硅之间是什么关系？有相同关系的物质还有哪些？关系的物质还有哪些？同素异形体；金刚同素异形体；金刚石与石墨、石与石墨、C C6060，氧，氧气与臭氧等。气与臭氧等。2 2、硅单质的性质、硅单质的性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。的固体。导电性介于导体和绝缘体之间导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体，为半导体材料。材料。物理性质物理性质利用所学过非

4、金属元素的性利用所学过非金属元素的性质及质及硅的原子结构示意图硅的原子结构示意图，预测硅的化学性质？预测硅的化学性质？硅的化学性质硅的化学性质硅的原子结构硅的原子结构碳原子既不易失去又不易得到电子碳原子既不易失去又不易得到电子,常温下化学性质不活泼常温下化学性质不活泼，主要形成主要形成四价的化合物。四价的化合物。那么硅呢？那么硅呢？碳的原子结构碳的原子结构+142 8 4化学性质化学性质常温下，常温下，性质稳定，除性质稳定，除氟气、氢氟酸、氢氧化氟气、氢氟酸、氢氧化 钠钠外，一般不反应。外，一般不反应。加热下，加热下，Si+O2 = SiO2了解：了解： Si+2F2 = SiF4 Si+4H

5、F = SiF4+2H2 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H22、硅的用途：、硅的用途： 硅不但用于制造硅不但用于制造晶体管晶体管、集成电路集成电路，还用于制造还用于制造硅整流器硅整流器和和太阳能电池太阳能电池等。等。此外，此外，硅合金硅合金的用途也很广。如含硅的用途也很广。如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压器铁芯；含硅器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐左右的钢具有良好的耐酸性酸性,可用于制造耐酸设备。可用于制造耐酸设备。3、硅的工业制法硅的工业制法 制粗硅：制粗硅：SiO2 +2C =Si + 2CO氧化剂：氧化剂：SiO2

6、 得到电子发生还原反应得到电子发生还原反应高温高温还原剂：还原剂： C 失去电子发生氧化反应失去电子发生氧化反应（粗硅）（粗硅）小资料：小资料：硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯提纯：提提 纯：纯： Si+2Cl2=SiCl4 （粗硅）（粗硅） SiCl4+2H2=Si+4HCl （高纯硅）（高纯硅）高温高温光 导 纤 维二、二氧化硅与光导纤维1 1、存在和组成：、存在和组成：从物质分类的角度，二氧化硅属于哪类从物质分类的角度，二氧化硅属于哪类物质？二氧

7、化硅可能具有哪些性质？物质？二氧化硅可能具有哪些性质？ 二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅要成分就是二氧化硅。 二氧化硅晶体是由氧原子和硅原子构成的二氧化硅晶体是由氧原子和硅原子构成的2、二氧化硅的性质物理性质：物理性质： 沸点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶沸点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶体体化学性质：化学性质：酸性氧化物的通性：酸性氧化物的通性：与碱反应与碱反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O与碱性氧化物的反应与碱性氧化物的反应 CaOSiO2 = CaSiO3与部分盐反应与部分盐反应 SiO2 + Na

8、2CO3 Na2SiO3CO2 不与水反应不与水反应高温高温高温高温特性：特性： 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(HF)? (HF)? 实验室盛放实验室盛放NaOHNaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞用玻璃塞, ,你知道是为什么吗你知道是为什么吗? ? 常温下，与氢氟酸反应常温下，与氢氟酸反应 SiO2+4HF=SiF4+2H2O提高：提高：二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化硅与二氧化碳的比较 二氧化碳二氧化碳CO2 二氧化硅二氧化硅SiO2 物质分物质分类类与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应 与碱反应与碱反应 与水反应与水反应 与与HF

9、反反应应 均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2 CaOCaCO3CaOSiO2 CaSiO3高温CO2 2NaOH Na2CO3+H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2OCO2 H2OH2CO3 不反应不反应 不反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O阅读教材阅读教材P P10109 9归纳二氧化硅的用途归纳二氧化硅的用途(1)(1)水晶用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器、水晶用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器、 工艺品工艺品(2)(2)光导纤维原料光导纤维原料(3)(3)制玻璃制玻璃巩固练习巩固练习1 1常温下不能与硅反应的是（常温下不能与硅反应的是（ ） （A A）

10、氢氟酸）氢氟酸 （B B）氟）氟气气 （C C）氢氧化钠溶液）氢氧化钠溶液 （D D）氯气）氯气 2 2不能直接由氧化物和水生成的酸是不能直接由氧化物和水生成的酸是（ ）（A A） H H2 2SOSO4 4 （B B） H H2 2SOSO3 3 （C C） H H2 2SiOSiO3 3 （D D）H H2 2COCO3 3 DC3 3、生石灰中往往含有杂质生石灰中往往含有杂质CaCOCaCO3 3和和SiOSiO2 2，要检验是否，要检验是否存在这两种杂质，最好选用（存在这两种杂质，最好选用（ ）（A A）水）水 （B B）盐酸）盐酸（C C）烧碱浓溶液）烧碱浓溶液 （D D）硫酸）硫酸钠钠4 4、下列物品或设备：水泥路桥、门