高中化学 第四章 第1节 硅酸盐和硅单质课件 新人教版必修1-新人教版高中必修1化学课件

1、1.了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。2.认识硅的性质、用途和制法。3.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。1.了解硅单质的主要性质和用途。2.了解Na2SiO3的主要性质。学习目标学习目标重 难 点重 难 点1.1.硅酸盐硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定,通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。(2)用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。硅酸钠(Na2SiO3):Na2OSiO2。硅酸钙(CaSiO3):CaOSiO2。高岭石Al2Si2O5(OH)4:Al2O32SiO22H2O。钠长石(Na

2、AlSi3O8):Na2OAl2O36SiO2。(3)硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用于制备硅胶、木材防火剂及黏胶剂等。(4)三种常见的硅酸盐产品:2.2.硅单质硅单质(1)硅的同素异形体:硅有两种同素异形体,分别是晶体硅和无定形硅。(2)晶体硅是灰黑色、有金属光泽、脆而硬的固体,它的晶体结构类似于金刚石,其熔点和沸点很高,硬度大,导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,广泛应用于电子工业。硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料。(3)硅的用途:半导体材料,如硅芯片等。新型能源,如光电池等。3.3.特殊功能的含硅物质特殊功能的含硅物质(1)金刚砂(SiC)具有类似金刚石的结构,硬度很大,可

3、用作砂纸、砂轮磨料。(2)硅钢(含4%Si)具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯。(3)硅橡胶,既耐高温又耐低温,用于制造火箭、导弹的零件。(4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用作吸附剂和催化剂。判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)硅是半导体材料,可用于制造光导纤维。()(2)二氧化硅可作为光导纤维的材料。()(3)硅酸钠可以改写为Na2OSiO2,故硅酸钠是混合物。()(4)光导纤维是硅酸盐产品。()(5)玻璃是混合物,没有固定的熔点。()(6)硅是制造太阳能电池的常用材料。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)【练习练习】 已知某硅酸盐可表示为MgaS

4、i4O10(OH)b(其中a、b为正整数),试回答:(1)a与b应满足的关系是 (写表达式)。 (2)a能否等于2?(填“能”“不能”或“无法确定”),理由是 。 (3)a=3的硅酸盐的表示式为(以氧化物的形式表示)。 (4)三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)可用于治疗胃酸过多和胃溃疡,它中和胃酸(HCl)的化学方程式是 。 【例题例题】解析:(1)由正、负化合价代数和等于0,可得到2a+44+10(-2)+b(-1)=0,即2a=4+b。(2)若a=2,则b=0,不符合题意。(3)当a=3时,b=2,则化学式为Mg3Si4O10(OH)2,可改写为3MgO4SiO2H2O。(4)写化学方程

5、式时,结合氧化物的形式,只需考虑MgO与HCl反应即可。答案:(1)2a=4+b(2)不能若a=2,则b=0,与题意不符(3)3MgO4SiO2H2O(4)Mg2Si3O8nH2O+4HCl 2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O2.用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中不正确的是()A.钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O表示为CaOAl2O33SiO23H2OB.镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO3SiO2C.正长石KAlSi3O8表示为K2OAl2O36SiO2D.高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O32SiO22H2O解析:用二氧化硅和金属氧化物的组

6、合形式表示硅酸盐的组成,其通式为aMxOybSiO2cH2O。当金属有多种时,先写活泼金属的氧化物;各氧化物化学式之间用“”隔开;各氧化物前的计量数只能取整数;写成氧化物后,原化学式中各元素的原子个数比应保持不变。Mg2SiO4应表示为2MgOSiO2,B错误。答案:B二、硅的性质及其化合物的转化二、硅的性质及其化合物的转化1.1.硅的性质及制取硅的性质及制取(1)化学性质:常温下能与氟气、氢氟酸、强碱溶液等反应。2F2+Si SiF4Si+4HF SiF4+2H2Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2加热或高温时能与氧气、氯气、碳等反应。Si+O2 SiO2Si+2Cl2 SiCl4

7、Si+C SiC(2)制取:粗硅的制取。2C+SiO22CO+Si(粗)纯硅的制取。Si(粗)+2Cl2 SiCl4SiCl4+2H2 Si(纯)+4HCl2.2.硅及其化合物的转化硅及其化合物的转化发生反应的化学方程式为Si+O2 SiO2SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OCO2+H2O+Na2SiO3 Na2CO3+H2SiO3(胶体)H2SiO3SiO2+H2OSiO2+2C Si+2CO下列关于硅的说法不正确的是()A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应D.

8、加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应解析:硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料;硅的化学性质稳定,常温下可与F2、HF、强碱溶液反应,加热或高温条件下可与O2、Cl2等一些非金属发生反应。答案:C【例题例题】2.下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A.晶体硅具有金属光泽,可以导电,属于金属材料B.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态的形式存在C.SiO2是一种酸性氧化物,能够与水反应生成相应的酸D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸解析:A项,晶体硅虽然具有金属光泽,但它属于非金属单质,其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料

9、;B项,虽然常温下硅的化学性质稳定,但自然界中没有游离态的硅,它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在;C项,SiO2是一种酸性氧化物,但它不溶于水也不与水反应;D项,SiO2不溶于稀盐酸,可用稀盐酸除去其中混有的CaCO3,化学反应方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O。答案:D硅及其化合物的反常性质应用如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂,则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂:A.盐酸B.氢氧化钠溶液C.氧气D.水E.二氧化碳F.不用其他试剂可选用的操作:水洗加热高温灼烧过滤蒸发结晶 粉末状

10、混合物粉末状混合物选择的试剂选择的试剂选用的操作选用的操作(1)CaCO3(SiO2) (2)NaCl(SiO2) (3)SiO2(Fe2O3) (4)SiO2(CaCO3) (5)SiO2(H2SiO3) 解析:二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物,可跟强碱溶液反应,不跟酸(氢氟酸除外)反应,受热不分解。可根据SiO2的性质,选择合适的试剂对SiO2与其他物质的混合物进行除杂。本题除杂过程中所发生反应的化学方程式如下:答案:(1)B(2)D(3)A(4)A (5)F(1)硅单质的特殊性:Si的还原性强于C的,但C却能在高温条件下还原出Si:SiO2+2C Si+2CO;非金属单质跟碱溶液反应一般无H2放出,但Si与强碱溶液反应却放出H2: Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2;非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si能与HF反应:Si+4HF SiF4+2H2;非金属单质大多为非导体,但Si为半导体。(2)含硅化合物的特殊性:SiO2不溶于水,不能直接与水反应来制备H2SiO3;酸性氧化物一般不与酸反应,但