人教版必修一硅及其化合物的性质课件

硅元素(silicon)在地壳中的含量氧48.6%硅26.3%铝7.73%铁4.75%钙3.45%钠2.74%钾2.47%镁2.00%氢0.16%其他1.20%硅26.3%第一页第二页，共34页。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。图4-1硅的广泛存在第二页第三页，共34页。硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物．CSi碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石和许多矿物的主要元素从原子结构认识硅第三页第四页，共34页。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体物性：化性：1、灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体2、熔点高、硬度大硅的化学性质不活泼，常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应。加热情况下，也能跟一些非金属(Cl2O2)反应。一、硅单质第四页第五页，共34页。1、与氟气反应：2、与氢氟酸反应：3、与强碱溶液反应：4、与氯气反应：5、与氧气反应Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4Si+O2==SiO2△高温第五页第六页，共34页。5.用途晶体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）第六页第七页，共34页。结晶形（石英晶体）无定形——硅藻土水晶玛瑙二、二氧化硅（SiO2

）1、存在:硅石无色透明彩色环带或层状水晶玛瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结晶的二氧化硅叫石英；天然二氧化硅叫硅石。第七页第八页，共34页。2、结构每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角。同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，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。[SiO4]四面体结构立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质第八页第九页，共34页。物理性质:_____________________________化学稳定性:_________________________通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水思考与交流第九页第十页，共34页。3、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼）1、具有酸性氧化物的通性（1）与强碱反应生成盐和水SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O硅酸钠（2）与碱性氧化物反应生成盐（有粘性，其溶液俗称水玻璃）高温SiO2＋CaOCaSiO3第十页第十一页，共34页。实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞

NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。原因第十一页第十二页，共34页。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O此反应常用于雕刻玻璃2、特性与氢氟酸HF反应思考:实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？

HF能腐蚀玻璃.因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。第十二页第十三页，共34页。二氧化碳

CO2二氧化硅

SiO2状态气态固态熔沸点硬度熔沸很低熔点高，硬度大水溶性能溶于水不溶于水化学性质与酸——

用途人工降雨，灭火,饮料等P75,图4－5与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3不能反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O能与氢氟酸反应SiO2＋CaO=CaSiO3高温二氧化硅和二氧化碳的性质比较第十三页第十四页，共34页。4、SiO2的用途第十四页第十五页，共34页。现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做无开刀手术光导纤维手术头灯光导纤维第十五页第十六页，共34页。三、硅酸(H2SiO3)硅酸是一种白色粉末状的固体，它不溶于水；是一种弱酸，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂变色。第十六页第十七页，共34页。思考二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那么，如何制得硅酸呢？第十七页第十八页，共34页。实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现象结论方程式①滴入酚酞溶液呈红色①Na2SiO3溶液呈碱性Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+2NaCl实验探究②滴入盐酸有凝胶产生②硅酸难溶于水第十八页第十九页，共34页。生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶（能流动），当硅酸的浓度较大时，就会形成硅酸凝胶（不能流动），硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。硅胶的用途：干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），催化剂的载体。第十九页第二十页，共34页。用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓

向Na2SiO3溶液中通如CO2也可生成H2SiO3第二十页第二十一页，共34页。①弱酸性。只能与强碱发生中和反应②不稳定(比H2CO3稳定)，受热易分解∆H2SiO3==SiO2+

H2OH2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2OH2SiO3的化学性质第二十一页第二十二页，共34页。四、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定。硅酸钠（Na2SiO3),

其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。第二十二页第二十三页，共34页。实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火制备木材防火剂的原料第二十三页第二十四页，共34页。2、硅酸盐组成表示硅酸钠（Na2SiO3)镁橄榄石（Mg2SiO4）钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2ONa2O

·SiO22MgO

·SiO2CaO

·Al2O3·3SiO2·3H2O第二十四页第二十五页，共34页。

K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2OK(Al3Si3O10)(OH)2练习第二十五页第二十六页，共34页。传统无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃阅读教材78-793、硅酸盐产品陶瓷玻璃水泥

3、硅酸盐产品陶瓷玻璃水泥

第二十六页第二十七页，共34页。生产原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）生产设备：陶瓷窑生产过程：混合-成型-干燥-烧结-冷却主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型陶瓷第二十七页第二十八页，共34页。生产原料：纯碱、石灰石、石英（Na2CO3、CaCO3、SiO2）生产设备：玻璃窑反应原理：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2高温SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑

高温玻璃第二十八页第二十九页，共34页。有色玻璃钢化玻璃加入了不同的金属氧化物普通玻璃加热接近熔化再急速冷却玻璃第二十九页第三十页，共34页。生产原料：石灰石、黏土（CaCO3、Al2O3·2SiO2·2H2O）生产设备：水泥回转窑主要成分：3CaO·SiO2

2CaO·SiO2