硅及其化合物1

1、第四章 非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的无机非金属材料的 主角主角硅硅第一课时第一课时 二氧化硅二氧化硅 硅酸硅酸 硅在地壳中的含量为硅在地壳中的含量为26.3%26.3%，仅次于氧。硅的氧化物，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的地壳质量的90%90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。硅及其化合物都有哪些性质和用途呢？着主要的角色。硅及其化合物都有哪些性质和用途呢？硅硅 【新课导入新课导入】1 1、通过通过预习，能说出硅在自然界的存在

2、形态、地壳中预习，能说出硅在自然界的存在形态、地壳中的含量及构成的物质；能归纳出二氧化硅在自然界的含量及构成的物质；能归纳出二氧化硅在自然界的存在的存在、用途、物理性质，初步认识、用途、物理性质，初步认识其结构；能说其结构；能说出硅酸的酸性强弱、制备方法及用途。出硅酸的酸性强弱、制备方法及用途。2 2、能能类比二氧化碳的性质类比二氧化碳的性质，推断，推断出出SiOSiO2 2的化学性质的化学性质（会书写二氧化硅与氢氟酸、氧化钠、氧化钙、强（会书写二氧化硅与氢氟酸、氧化钠、氧化钙、强碱的反应），知道实验室强碱溶液的盛装方法碱的反应），知道实验室强碱溶液的盛装方法。3 3、通过实验探究、通过实验探

3、究，深入明确硅酸的制备原理，会书写深入明确硅酸的制备原理，会书写有关反应方程式。有关反应方程式。【学生能力发展目标】1.1.含量：含量：硅在地壳中的含量排第硅在地壳中的含量排第_位。位。2.2.原子结构：原子结构：碳和硅的原子结构分别为碳和硅的原子结构分别为_、_。最外层电子数为。最外层电子数为_，其原子既不容易得电，其原子既不容易得电子，也不容易失电子，主要形成子，也不容易失电子，主要形成_价的化合物。价的化合物。3.3.存在：存在：硅是构成硅是构成_和和_的基本元素。的基本元素。 硅是一种硅是一种_元素，主要以元素，主要以_形式存在。形式存在。【预习检测一】一、硅元素：一、硅元素：无定形无

4、定形硅藻土硅藻土天天然然的的 SiOSiO2 2 结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）水晶水晶玛瑙玛瑙统称硅石统称硅石二、二氧化硅（二、二氧化硅（SiOSiO2 2）1 1、存在形态：、存在形态： _ 2 2、空间构型：、空间构型： _正四面体正四面体,以原子形式以原子形式存在，不存在单个的存在，不存在单个的SiOSiO2 2分子。分子。、建材：沙子的主要成分是建材：沙子的主要成分是 。、信息高速公路的骨架信息高速公路的骨架- 。、饰物和工艺品：饰物和工艺品： 。、耐火材料：耐火材料： 。3 3、用途：、用途：SiOSiO2 2石英光导纤维（光纤石英光导纤维（光纤)；水晶、玛瑙水晶、玛瑙石英试

5、管，石英坩埚石英试管，石英坩埚4 4、物理性质、物理性质:_:_不溶于水、硬度大、熔点高不溶于水、硬度大、熔点高很稳定很稳定5 5、化学性质、化学性质:_:_【活动设计一活动设计一】 已知二氧化硅与二氧化碳在性质上有一定的相似性，已知二氧化硅与二氧化碳在性质上有一定的相似性，请对比二氧化碳的化学性质，分析：二氧化硅能与哪请对比二氧化碳的化学性质，分析：二氧化硅能与哪几类物质发生化学反应？几类物质发生化学反应？二氧化碳二氧化碳 COCO2 2二氧化硅二氧化硅 SiOSiO2 2物质分类物质分类 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酸反应与酸反应CO2 CaOCaCO

6、3CO2 2NaOH Na2CO3+H2OCO2 H2OH2CO3CaOSiO2 CaSiO3高温高温SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O不反应不反应不反应不反应都属于酸性氧化物都属于酸性氧化物只与氢氟酸反应只与氢氟酸反应此反应常用于刻蚀玻璃此反应常用于刻蚀玻璃 实验室盛装实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶为什么用溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？橡胶塞而不用玻璃塞？【提示提示】因为玻璃中含有因为玻璃中含有SiOSiO2 2，会与，会与NaOHNaOH溶液反应溶液反应生成硅酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起而打不开。生成硅酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起而打不开。【思考】【预习检测二】三、

7、硅酸（H2SiO3）：1 1、酸性比碳酸、酸性比碳酸_，溶解度溶解度_。2 2、制备方法：、制备方法：_ 。【活动设计二活动设计二】方法，写出化学方程式。方法，写出化学方程式。实验步骤 1.滴加酚酞2.滴加稀盐酸实验现象结论化学方程式（原理）溶液呈红色溶液呈红色溶液红色褪去，溶液红色褪去，生成白色沉淀生成白色沉淀NaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液显碱性显碱性H H2 2SiOSiO3 3不溶于水不溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl（强酸制弱酸）（强酸制弱酸）思考：向硅酸钠溶液中通入思考：向硅酸钠溶液中通入CO2气体，有何现象，写气体，有何现象，写出反应方程式？出反应

8、方程式？NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3（1 1）干燥剂（）干燥剂（2 2）催化剂的载体）催化剂的载体3 3、生成的硅酸逐渐聚合而形成、生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为硅酸干胶，称为“硅胶硅胶”，它，它有哪些用途：有哪些用途： _【课堂小结】1 1、实验室中盛放碱液的试剂瓶要用什么塞，、实验室中盛放碱液的试剂瓶要用什么塞，原因是什么？原因是什么？2 2、雕花玻璃是用什么物质刻蚀玻璃制成的？、雕花玻璃是用什么物质刻蚀玻璃制成的？3 3、硅酸

9、的制备原理是什么？、硅酸的制备原理是什么？ 硅酸钠溶液俗称水玻璃硅酸钠溶液俗称水玻璃, ,呈碱性。下列物质中呈碱性。下列物质中, ,能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( )( )A.A.浓硫酸浓硫酸 B.B.水玻璃水玻璃 C.C.氢氟酸氢氟酸 D D 苛性碱苛性碱A A 【课堂练习】第二课时第二课时 硅酸盐硅酸盐 硅单质硅单质 1、 通过自学，能说出硅酸盐的概念、硅酸钠的俗通过自学，能说出硅酸盐的概念、硅酸钠的俗名；三种传统无机非金属材料（玻璃、水泥、陶瓷名；三种传统无机非金属材料（玻璃、水泥、陶瓷）的原料、主要设备及玻璃的制备原理；能简述硅）的原料、主要设备及玻

10、璃的制备原理；能简述硅的存在形态、物理性质、重要用途；的存在形态、物理性质、重要用途； 2、通过实验探究，体会硅酸钠的用途；、通过实验探究，体会硅酸钠的用途；【学生能力发展目标】【预习检测一预习检测一】1 1、硅酸盐是、硅酸盐是的总称。的总称。2 2、大多数硅酸盐都、大多数硅酸盐都溶，化学性质溶，化学性质。3 3、最简单的硅酸盐是、最简单的硅酸盐是 ，其水溶液俗称，其水溶液俗称 ，呈，呈 性，是制备性，是制备 和和 等等的原料。的原料。四、硅酸盐：四、硅酸盐：实验放入蒸馏水放入Na2SiO3溶液现象结论水分蒸发后燃烧水分蒸发后燃烧水分蒸发后不燃烧水分蒸发后不燃烧水分蒸发后，水分蒸发后，失去防火

11、作用失去防火作用防火效果好防火效果好用作防火剂用作防火剂【活动设计一活动设计一】硅酸盐产品硅酸盐产品原料原料主要成分主要成分制备原理制备原理传统传统无机无机非金非金属材属材料料 4 4、完成下表：、完成下表：【预习检测二预习检测二】陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥水泥黏土黏土纯碱、石灰纯碱、石灰石、石英石、石英黏土和石黏土和石灰石灰石硅酸钠、硅酸钙、硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅二氧化硅Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 高温高温高温高温5 5、具有特殊功能的含硅物质有：、具有特殊功能的含硅物质有：6 6、常见的新型陶瓷有：、常见的新型陶瓷有：碳化硅碳

12、化硅 （SiCSiC俗称金刚砂），俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬度很大，具有金刚石的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。用作砂纸、砂轮的磨料。硅钢硅钢 （铁合金）导（铁合金）导磁性良好，用作变压器磁性良好，用作变压器铁芯。铁芯。硅橡胶硅橡胶 最好的既耐高最好的既耐高温又耐低温的橡胶。温又耐低温的橡胶。 分子筛分子筛 具有均匀微具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。孔结构的铝硅酸盐。7 7、硅酸盐组成的表示方法是、硅酸盐组成的表示方法是。用二氧化硅和金属氧化物的形式表示用二氧化硅和金属氧化物的形式表示如：如： 普通玻璃：普通玻璃： CaNaCaNa2 2SiSi6 6O O1414可表示成可表示成C

13、aONa2O6SiO2五、硅单质五、硅单质1.1.形态：形态：晶体硅和无定形硅。晶体硅和无定形硅。2.2.物理性质：物理性质：有金属光泽的灰黑色固体、硬而脆、熔点高有金属光泽的灰黑色固体、硬而脆、熔点高在常温下不活泼在常温下不活泼, ,只与氟气、氢氟酸和强碱反应。只与氟气、氢氟酸和强碱反应。3.3.硅的化学性质：硅的化学性质：2F2F2 2+Si=SiF+Si=SiF4 4 Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O O=NaNa2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 24.4.硅的用途：硅的用途：硅芯片是各种计算机、硅芯片

14、是各种计算机、微电子产品的核心。微电子产品的核心。硅太阳能电池硅太阳能电池 晶体硅是良好的半导体材料晶体硅是良好的半导体材料5.5.制取：制取：粗硅的制取：粗硅的制取： 2C+SiO2C+SiO2 2 2CO+Si(2CO+Si(粗硅粗硅) )纯硅的制取：纯硅的制取： Si(Si(粗硅粗硅)+2Cl)+2Cl2 2 SiClSiCl4 4 SiCl SiCl4 4+2H+2H2 2 Si(Si(纯硅纯硅)+4HCl)+4HCl高温高温=高温高温=【课堂小结】v归纳硅单质、二氧化硅、硅酸盐的用途。归纳硅单质、二氧化硅、硅酸盐的用途。v与电有关的是硅单质、与电有关的是硅单质、v与光有关的是二氧化硅

15、、与光有关的是二氧化硅、v与材料有关的是硅酸盐。与材料有关的是硅酸盐。 1、有科学家认为有科学家认为“硅是硅是2121世纪的能源世纪的能源” “未来的石油未来的石油”，下列有关硅及其化合物的论述正确的是（下列有关硅及其化合物的论述正确的是（ ） A A、自然界中存在大量的硅单质、自然界中存在大量的硅单质 B B、单晶硅可用于制造光导纤维、单晶硅可用于制造光导纤维 C C、水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品、水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D D、可用盐酸在玻璃上雕刻花鸟虫鱼、可用盐酸在玻璃上雕刻花鸟虫鱼 E E、水泥是硅酸盐材料、水泥是硅酸盐材料 F F、宇宙飞船上的太阳能电池板主要材料是二氧化硅、宇宙飞船上的太阳能电池板主要材料是二氧化硅 F【课堂练习】2.2.下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.二氧化硅溶于水显酸性二氧化硅溶于水显酸性B.B.二氧化碳通入水玻璃二氧化碳通入水玻璃(Na(Na2 2SiOSiO3 3的水溶液的水溶液) )可以可以得到硅酸得到硅酸C.C.因为高温时因为高温时, ,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳化碳, ,所以硅酸的酸性比碳酸强所以硅