41《 无机非金属材料的主角—硅》课件(鲁科版必修1).ppt

1、普通高中课程标准实验教科书 化学1（必修）,第四章,第一节 硅 无机非金属材料,思考：,1、列举生活中的导体 2、列举生活中的绝缘体,1、半导体材料 ： 导电性介于导体和绝缘体之间的一类材料,一、单质硅和半导体材料,1、半导体材料,硅,锗,2、硅元素的存在,岩石,沙子,土壤,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。,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%,3、硅单质： （1）阅读108页的第一段,（1）物理性质,结构类似金刚石，为硬而脆的灰黑色固体,

2、熔点高,硬度大。,一、硅单质,3、硅单质： （2）化学性质,3、硅单质： （2）化学性质,（1）常温下，化学性质稳定，只与强碱、氢氟酸、氟气 反应,（2）加热，Si能与某些非金属单质反应,（3）硅的制备,提 纯：,3、硅单质： （4）用途,太阳能电池,4、用途,电脑的中央处理器（CPU）,硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了。,芯片,大规模集成电路,在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要作用。以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。,硅在电子工业中重要作用,思考：,硅的氧化物的化学式,二、

3、二氧化硅与光导纤维,1.自然界中存在,石英岩,水晶,玛瑙,沙子,2.SiO2的物理性质,固体 熔沸点比较高 不溶于水 硬度比较大, 联想：沙子,Si,O,二氧化硅的晶体结构示意图,SiO2是正四面体的空间网状结构， 因此性质很稳定,3.SiO2的化学性质,酸性氧化物,二氧化硅的注意点：,实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？,防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。,在玻璃表面涂上一层石蜡,在石蜡上雕刻出花纹，向挖空部分加少量氢氟酸,洗掉酸并去掉石蜡,特性：与氢氟酸反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,用途：,刻

4、蚀玻璃花纹,结论：,氢氟酸不能用玻璃瓶盛装， 而盛在塑料瓶。,3.SiO2的化学性质,酸性氧化物,高温,高温,不反应,SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O,SiO2+CaO =CaSiO3,与某些盐反应,高温,高温,高温,1、制造半导体材料的主要原料是（ ） A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠 2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ） A.稳定性：CO2 SiO2 B.酸性：H2SiO3 H2CO3 C.熔点：SiO2 CO2（干冰） D.导电能力：Si Cu 3、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 4

5、、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ） A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液 5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ） A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚,B,C,C,B,C,4.二氧化硅的用途,注意：,硅和二氧化硅的用途易混淆,二、二氧化硅与光导纤维,4、用途：光导纤维,二、二氧化硅与光导纤维,石英钟表,三、硅酸盐,1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,硅酸盐制品,玻璃 水泥 陶瓷,硅酸盐制品,砖瓦,三、硅酸盐,通过玻璃、水泥 、陶瓷、 砖瓦想一想硅酸盐的性质、 熔点、溶解性。,特殊硅酸盐制品,水玻璃 （硅酸钠水溶液）,硅酸

6、钠,（1）硅酸钠 （Na2SiO3）,1、硅酸钠与什么物质性质相似？ 2、硅酸钠有哪些化学性质？,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,硅酸钠化学性质,物理性质:白色,胶状,不溶于水的物质 化学性质:弱酸性酸性比碳酸弱. H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3 不稳定性,用途：可作干燥剂和催化剂的载体,（2）硅酸H2SiO3,硅酸,硅胶泳帽,硅胶干燥剂,不溶于水、不透水,耐腐蚀、稳定,无味无毒,吸附水的能力强,四、硅酸盐工业制品,1、玻璃：,(3)生产过程：,玻璃的生产原料：,(4)普通玻

7、璃的成分：,(5)玻璃的性能：,(2)设备：,1、玻璃：,纯碱、石灰石和石英。,玻璃的生产原料：,(2)设备：,玻璃熔炉,1、玻璃：,(3)生产过程：,纯碱、石灰石和石英。,玻璃的生产原料：,(2)设备：,玻璃熔炉,(4)普通玻璃的成分：,Na2SiO3、CaSiO3和SiO2组成 的混合物。,玻璃无固定的熔沸点， 在一定温度范围内软化。,(5)玻璃的性能：,水泥是一种非常重要的建筑材料。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。,2、水泥,三、硅酸盐与无机非金属材料,原料：,水泥主要成分：,设备：水泥回转窑,水泥的性能：,2、水泥,三、硅酸盐与无机非金属材料,原料：粘土、石灰石,水泥主要成分：,硅酸三

8、钙：3CaOSiO2 硅酸二钙: 2CaOSiO2 铝酸三钙: 3CaOAl2O3,设备：水泥回转窑,水泥的性能：,水泥具有水硬性。,混凝土：,钢筋混凝土：,了解,3、陶瓷：人类应用最早的硅酸盐材料,3、陶瓷：人类应用最早的硅酸盐材料,原料：黏土,隋带烧制的三彩陶骆驼,3、陶瓷：性质？,性质补充：阅读111最一段和112第一段,陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点，因此，陶瓷制品一直为人们所喜爱。,1、瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”用同一字母拼音表示。,江西景德镇。,2、我国素有“瓷都”之称的地方,2、我国素有“陶都”之称的地方,江苏宜兴,了解,江西景德镇所烧制的瓷器,制作陶瓷的工艺流程,4、新型陶瓷： 高温结构陶瓷：氮化硅Si3N4 碳化硅SiC，俗名金刚砂 生物陶瓷：Al2O3、ZrO2 压电陶瓷：钛酸钡BaTiO3、钛酸铅PbTiO3,2、结构材料高温结构陶瓷：,(1)氧化铝陶瓷(人造刚玉)：,高压钠灯,透