5.3 无机非金属材料教学课件(共22)- 2022-2023学年高一化学人教版2019必修第二册

无机非金属材料的主角—硅

（第一课时）黄山黄土高原东方明珠玛瑙你知道它们成分的主角是什么吗?地球生物生存的根基——空气、水、阳光、硅酸盐硅元素在地壳中的含量及分布1、硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。2、硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。3、硅在地壳中的主要存在形式是氧化物及硅酸盐。一、硅单质1、种类晶体和无定形2、晶体硅的结构与金刚石类似，晶体硅中每个Si原子结合周围4个Si原子形成正四面体结构，伸展成空间网状结构。一、硅单质3、物理性质晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心硅太阳能电池（光电池）

观察碳原子和硅原子的结构示意图，分析硅化学性质活不活泼，为什么？硅的主要化合价是多少？CSi硅的结构与位置Si原子最外层有4个电子,既不易失电子，也不易得电子，所以硅的化学性质不活泼。主要形成正四价的化合物。硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要通过共用电子形成化合物.性质稳定；主要化合价+4价。位置结构性质周期表第三排，碳的下面，铝磷之间硅+6C4+14Si84一、硅单质4、化学性质⑴常温下，硅的化学性质不活泼，除HF、F2、强碱

溶液外不跟其他物质起反应；⑵加热情况下，硅也能跟一些O2、Cl2、C反应。Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+O2SiO2△

思考：常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？(课本P74）1、与氟气反应：2、仅与氢氟酸反应，不与其它酸反应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△高温思考：常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有？硅与碳一样是一种亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强.在自然界中它总是以稳定的氧化物和硅酸盐的形式存在

资料卡片二、二氧化硅（SiO2

）1、存在天然二氧化硅有结晶形和无定形两类，统称硅石。沙子、石英、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2

。根据SiO2的存在，分析SiO2具有什么物理性质？玛瑙石英砂沙子水晶

具有彩色环状或层状的石英称为玛瑙石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶2、物理性质晶体熔点高,硬度大,难溶于水。质疑：为什么SiO2和CO2物理性质差别很大？阅读《科学视野》P74-75

SiO2晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体。基本单元是[SiO4]四面体结构。结论：结构决定性质。二、二氧化硅（SiO2

）回顾二氧化碳的性质二氧化碳二氧化硅CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不反应化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应与酸反应？思考与讨论玻璃的主要成分是SiO2，化学性质不活泼，不与水反应，不与除氢氟酸（HF)外的酸反应，所以在生活中常用HF来雕刻玻璃。SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O思考：实验室HF存放在

瓶中。塑料1、玻璃上的花纹是怎样雕刻上去的？2、为什么实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞

而不用玻璃塞（玻璃中含有SiO2）？SiO2

＋2NaOH=Na2SiO3

＋H2O思考与交流玻璃中含有SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成黏性的Na2SiO3，会使瓶塞和瓶口粘在一起，不易打开。结论：SiO2是一种酸性氧化物。SiO2+CaO高温

CaSiO3与碱性氧化物反应盐不与水反应①沙子是基本的建筑材料。②石英可用于制作耐高温的石英坩埚等。③水晶、玛瑙用于制作装饰品。④纯净的SiO2是现代光学和光纤制品的基本原料，可制作光导纤维。4、用途二、二氧化硅（SiO2

）构成存在物理性质化学性质与H2O与CaO与NaOH与酸反应二氧化碳二氧化硅空气石英、水晶、玛瑙、沙子熔、沸点低，能溶于水熔点高，硬度大不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O小结：二氧化碳和二氧化硅的比较CO2分子Si原子、O原子SiO2+CaO高温

CaSiO3问题与讨论1、SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,所以SiO2

为两性氧化物。该结论是否正确?

不正确。因为SiO2只跟氢氟酸反应，不跟其它酸反应，且跟氢氟酸反应生成的SiF4不是盐。所以SiO2属于酸性氧化物。2、硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，如何从硅的氧化物中制取单质呢？课本P81第9题粗硅的制取SiO2＋2

CSi＋2CO↑高温粗硅转变为纯硅Si+2Cl2SiCl4△SiCl4＋