《无机非金属材料的主角-硅》参考课件1

第一节无机非金属材料的主角---硅第四章非金属及其化合物光纤树（SiO2）导光性美国硅谷在高科技事业云集的美国加州圣塔克拉拉谷。最早是研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方。为什么硅可以作为制造芯片的材料？？【知识与技能】1.了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的基本性质，掌握二氧化硅的化学性质2.初步培养自主查阅资料的能力3.学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能【过程与方法】自主学习+实验活动探究【情感态度与价值观】培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途教学核心教学重点二氧化硅的性质、硅单质及其化合物的用途一、硅单质(Si)（注意：自然界中没有硅单质）1、物理性质：

结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,熔点高,硬度大。2、晶体硅的特性：导电性介于导体和绝缘体之间【自主构建】：阅读课文P79，了解硅单质的性质3、化学性质：常温下稳定，加热时

Si+O2

===SiO2

由于这种导电特性，硅可以作为制造芯片和太阳能电池的材料！二、二氧化硅（

SiO2）【自主构建】：阅读课文关于硅石、石英、水晶、玛瑙的描述，画出由硅石开始分类的树状分布图硅石结晶形（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构。正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。科学视野：二氧化硅的晶体结构【思考2】:二氧化硅具有哪些物理性质？

化学稳定性如何?

SiO2的这些性质是由什么决定的？物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大。化学性质：化学性质很稳定，不活泼原因：结构决定性质！SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定。相似的结构会有相似的性质吗？

相似碳和硅都是非金属元素，最外层都是四个电子,主要形成正四价的化合物.+14284Si24+6C9［类比构建］二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳CO2二氧化硅SiO2物质分类

与碱性氧化物反应与碱反应与酸反应与水反应酸性氧化物CO2＋CaO＝CaCO3CaO＋SiO2CaSiO3高温CO2＋2NaOH＝

Na2CO3+H2OSiO2＋2NaOH＝

Na2SiO3+H2OCO2＋H2O＝H2CO3不反应不反应酸性氧化物雕刻玻璃不和一般的酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O实验室能不能用玻璃瓶盛装HF？【思考3】：实验室盛装NaOH溶液的玻璃试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？

防止玻璃塞裸露的SiO2与NaOH溶液反应生成有粘合能力的Na2SiO3，

使瓶塞和瓶口粘在一起。【总结】：

SiO2是酸性氧化物，能与碱、碱性氧化物反应，特性是能与HF反应。1、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是（）A.烧碱溶液B.浓硫酸

C.氢氟酸D.碳酸钠溶液2、要除去中Fe2O3的SiO2杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液B.盐酸

C.硫酸D.烧碱溶液CD课堂练习:易混淆：NaoH溶液不能用玻璃塞，可以用玻璃瓶三、硅酸(H2SiO3)SiO2和H2O能否直接化合生成H2SiO3？不能试管中取2ml饱和Na2SiO3溶液,滴入1-2滴酚酞，再逐滴滴入稀盐酸（勿过量）【学生探究实验4-1】：【学生探究实验4-2】：Na2SiO3溶液中通入CO2气体底部有小孔饱和NaHCO3溶液现象结论方程式

滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有胶冻状的硅酸凝胶产生Na2SiO3溶液呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl

硅酸凝胶经干燥脱水就成了“硅胶”。是一种常用的干燥剂。硅酸不稳定，受热分解成SiO2实验4-2：Na2SiO3溶液中通入CO2气体有胶冻状凝胶生成方程式：Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3

+Na2CO3结论：硅酸是一种很弱的酸,比碳酸还弱这个实验用于证明碳酸酸性强于硅酸产生硅酸原理：较强酸制较弱酸现象：CO2过量时产生NaHCO3能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）A．CO2溶于水，SiO2难溶于水B．CO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀C．高温下SiO2与Na2CO3反应生成CO2D．稀盐酸与CaCO3反应放出的气体直接通入Na2SiO3溶液中生成沉淀

B课堂练习：产生的气体含HCl气体应通入饱和NaHCO3溶液后再通入Na2SiO3溶液中四、硅酸盐硅酸盐的结构很复杂，一般都不溶于水。最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称为水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火剂等。性质：粘合性，溶液碱性，防火性【学生探究实验4-3】：防火性能比较放入蒸馏水放入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【练习】：如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐：硅酸钠：Na2SiO3

Na2O·SiO2

CaO·3MgO·4SiO2

按照原子守恒把硅酸盐拆分为各个元素的氧化物，中间用·连接，排放顺序为：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaMg3Si4O12黏土：Al2(Si2O5)(OH)4活泼金属氧化物·不活泼金属氧化物·SiO2·水无机非金属材料硅酸盐产品陶瓷水泥玻璃科学视野：产品原料：陶瓷：黏土玻璃：纯碱、石灰石和石英水泥：黏土、石灰石、石膏三大硅酸盐工业1、下列物质中属于纯净物的是()A.Na2CO3·10H2O

B.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃A巩固练习2、下列物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.溶解性：CO2<SiO2

B.酸性：H2SiO3>H2CO3C.熔点：SiO2>CO2（干冰）D.硬度：SiO2<CO2C元素CSi单质氧化物酸盐金刚石正四面体晶体硅正四面体H2CO3

弱酸性,不稳定对比·总结·提升Na2CO3溶液显碱性Na2SiO3溶液显碱性,防火性H2SiO3

弱酸性,不稳定H2CO3>H2SiO3CO2溶于水SiO2不溶于水正四面体SiO2是酸性氧化物能与碱、碱性氧化物反应，特性是能与HF反应。CO2是酸性氧化物，能与碱、碱性氧化物反应，芯片光导纤维三大硅酸盐工业--玻璃、陶瓷、水泥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、约占地壳总量的90%以上。非金属元素在地壳中的含量1、下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是（）

A．碳酸钠 B．硅酸钠 C．二氧化硅 D．氢氧化镁2、下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）

A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3

C．Na2O2→Na2CO3 D．SiO2→H2SiO3课后练习CD3