人教版高一化学必修一无机非金属材料的主角-硅课件

第一节无机非金属材料的主角

——硅从原子角度认识硅原子CSi碳是构成有机物的主要元素,硅和碳一样,最外层电子数都为4，其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.●梳理导引1．硅元素的存在和硅原子的结构在自然界中硅全部以________态存在，硅是构成________和许多矿物的基本元素，在地壳中的含量仅次于________，达到________。________和________是硅的主要存在形式。化合岩石氧26.3%硅的氧化物硅酸盐一、二氧化硅1.存在地球上存在的二氧化硅叫

，约占地壳总质量的

；其存在形态有

和

两大类。12%硅石结晶形无定形硅石结晶形（石英）无定形（硅藻土）

水晶（无色透明）

玛瑙（彩色条纹）

沙子玛瑙一、二氧化硅2.结构SiO二氧化硅晶体结构基本结构单元SiO2晶体的基本结构单元呈

形，每个Si原子周围结合

个O，每个O原子跟

个Si相结合，Si与O原子按

的比例组成

的晶体。四面体421：2立体网状用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式，晶体中不存在单个SiO2分子。二氧化硅的用途光学纤维胃镜一、二氧化硅4.物理性质：

.根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？课本P765.化学稳定质：

.硬度大，熔沸点高，不溶于水很稳定【讨论

】为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含有SiO2)二氧化硅是坚硬、难熔的固体，________溶于水，不导电，纯净的二氧化硅晶体无色透明。不一、二氧化硅5.化学性质：

SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O

SiO2是

性氧化物SiO2+CaO==CaSiO3高温SiO2+H2O≠不能与水反应注意：保存碱性试剂只能用橡皮塞，酸性试剂用玻璃塞俗称水玻璃，我是粘结剂哦酸一、二氧化硅

与酸只与HF反应（特性）SiO2+4HF==SiF4

+2H2O此反应可用于工艺上雕刻玻璃，保存氢氟酸只能用塑料瓶思考二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，能否说二氧化硅是两性氧化物？二、硅酸1.硅酸的制备方案1：利用SiO2与水反应制取方案2：强酸制弱酸提示：酸性：HCI>H2CO3>H2SiO3发散思维：硅和碳同一主族，都为+4价，碳酸制取与硅酸制取应有一定相似之处

Na2SiO3溶液呈

性，硅酸是一种

滴加酚酞试液后溶液呈

色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有

结论实验现象实验操作Na2SiO3溶液与盐酸和反应的化学方程式：；红碱白色的胶状沉淀生成Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl不溶于水的白色固体二、硅酸1.硅酸的制备↓二、硅酸1.制备Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓

+NaCl2.物理性质白色的不溶于水的固体3.化学性质极弱酸性，比碳酸还弱，不能使指示剂变色不稳定性H2SiO3＝SiO2+H2O∆

干燥硅胶

湿硅胶生成的硅酸逐渐聚合而形成

，经干燥脱水就形成

，称为

。常常用做干燥剂。硅酸用途硅酸干胶“硅胶”硅酸溶胶(2)硅酸盐组成的表示方法：硅酸盐的种类多、结构复杂，其组成的表示方法有两种。①盐化学式法：如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)，一般适用于组成较简单的硅酸盐。②氧化物法：如硅酸钠(Na2O·SiO2)、石棉(CaO·3MgO·4SiO2)、黏土的主要成分(Al2O3·2SiO2·2H2O)。-1-5、硅酸钠（Na2SiO3）硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。

水分蒸发后燃烧水分蒸干后不燃烧硅酸钠耐高温，能防火，不能燃烧水加热下易蒸发（1）、硅酸钠的物理性质课本P77实验4-2-1-问一问硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因为发生下列反应：（2）硅酸钠化学性质

硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好。Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓-1-4、硅酸盐在自然界的转化

硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤胶体，因其表面巨大且一般带负电，能吸收NH4+，K等营养离子，从而具有保肥能力。硅酸盐是如何具有保肥能力的？思考●细品教材1．传统的硅酸盐产品陶瓷、玻璃和水泥是构成现代生活要素的最重要的无机非金属材料，它们都是以黏土等硅酸盐和其他无机原料在高温下加工而成的具有一些优良性能的工业产品。(1)水泥中加石膏的作用是调节水泥的硬化速度。(2)水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物，水泥、沙子和碎石、水混合成混凝土，与钢筋混合在一起就是钢筋混凝土。(3)制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2按1∶1∶4比例混合在一起得到的物质，因此其成分表示为Na2O·CaO·6SiO2。而石英玻璃的成分就是SiO2。(4)玻璃不属于晶体，没有固定的熔点，只在一定范围内软化后熔化，称为玻璃态物质。

特别提示：①普通玻璃：呈淡绿色，含二价铁。②有色玻璃：蓝色玻璃是普通玻璃中加入了Co2O3，红色玻璃是加入Cu2O。③变色玻璃：普通玻璃中加入了AgI、AgBr等。④光学玻璃：普通玻璃中加入PbO2。⑤钢化玻璃：经普通玻璃熔化后快速冷却制成，与普通玻璃的成分相同。⑥石英玻璃：石英熔化制成。2．新型陶瓷如高温结构陶瓷(工程陶瓷)、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等，都是人们在继承传统硅酸盐陶瓷的基础上发展创新，研制出的组成各异、性能独特的新型陶瓷。3．其他特殊功能的含硅物质如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、硅橡胶、分子筛等。4．无机非金属材料包括了传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品；新型陶瓷如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。-1-看一看你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗

-1-5、硅酸盐工业产品传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。[练习]1.下列说法正确的是（）A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应D.将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物的形式：3(MgO·CaO)·4SiO2A●细品教材1．物理性质和重要用途硅有

和

两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有

固体，

很高，硬度大。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的

材料。晶体硅的用途广泛。晶体硅可以用来制造

，同时

是各种计算机、微电子产品的核心。

晶体硅无定形硅金属光泽硬而脆的熔点、沸点半导体晶体管和光电池硅芯片5.用途

晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）三、硅单质1、存在：硅有晶体硅和无定形硅两种。2、物理性质：晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410℃)和沸点都很高，硬度大。3、化学性质：常温下硅单质的化学性质不活泼导电性介于导体和绝缘体之间。Si+O2===SiO2-1-②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋O2SiO24、制法SiO2+2C===Si+2CO↑高温硅单质-1-工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅①SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑

，②Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4

，③SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl。根据以上反应回答下列问题：（1）反应①中焦炭做（）A.还原剂B.氧化剂C.二者都不是（2）反应②属于（），反应③属于（）A.化合反应B.分解反应C.氧化还原反应D.非氧化还原反应E.置换反应4、硅的工业制备课后练习81页AACCE课堂练习C2.下列变化中不能一步实现的是A、Na2SiO3H2SiO3B、H2SiO3SiO2C、SiO2H2SiO3D、SiO2Na2SiO3

3.在既能溶解金属氢氧化铝又能溶解二氧化硅的无色溶液中，能大量共存的是(

)A.

Na+、Al3+、NO3－、Cl－

B.

K+、Na+、Cl－、SiO32－C.

Fe2+、K+、SO42－、Cl－

D.

Na+、HCO3－、K+、NO3－课堂练习B4.CO2通入下列各溶液中，不会产生难溶物的是（）A、水玻璃B、石灰水C、饱和Na2CO3D、CaCl2D-1-小结:1.介绍了硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品.2.硅酸钠的性质和用途3.硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途4.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊的原因。课后练习题答案1，

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