2019_2020版高中化学第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅课件新人教版.pptx

1、第四章,非金属及其化合物,第一节无机非金属材料的主角硅,激 趣 入 题,看到计算机的芯片，传导电话的光缆，化学实验的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物材料制成的吗？除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外，你还知道其他无机非金属材料吗？让我们走进教材一起学习无机非金属材料的主角硅。,新 知 预 习,氧,化合,氧化物,4,2硅的原子结构：硅的原子结构示意图是_，最外层有_个电子，反应中，既不容易_电子也不容易_电子。,点拨：自然界中有游离态的碳，却不存在游离态的硅。,4,失去,得到,二、二氧化硅 1存在： 石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是_。,石英,SiO2,2结构：

2、 SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为_的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个氧原子，每个氧原子周围结合2个硅原子。 3物理性质：熔点_；硬度_；_溶于水。,12,高,大,难,4化学性质： 点拨：SiO2与焦炭高温下反应生成的是CO而不是CO2。,5用途： (1)沙子是基本的建筑材料。 (2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料，可以制作_。 (3)石英和玛瑙制作饰品和工艺品。 (4)实验室中使用_坩埚。,光导纤维,石英,弱,点拨：硅酸不能使紫色石蕊试液变色。,红,无,白色胶状物,碱,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,3硅胶： 硅胶 点拨：硅酸是中学阶段

3、唯一难溶性酸。,干燥,催化,稳定,Na2OSiO3,2常见的硅酸盐Na2SiO3：,水玻璃,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,3常见的硅酸盐产品无机非金属材料：,纯碱、石灰石和石英砂,4特殊功能的含硅物质： (1)金刚砂(SiC)具有类似_的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮磨料。 (2)硅钢(含Si 4%)具有很高的_，主要用作变压器铁芯。 (3)硅橡胶，既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹的零件。 (4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和_。,金刚石,导磁性,催化剂,晶体硅,2主要性质： (1)物理性质：晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点_、硬度

4、_，有脆性、导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的_材料。 (2)化学性质：常温下化学性质稳定，除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生反应。写出下列两个化学方程式：,高,大,半导体,硅,预 习 自 测,1下列有关说法正确的是() A碳、硅原子最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，故二者的单质很难发生化学反应 B硅是一种亲氧元素，在地壳中只有SiO2一种存在形式 C碳元素只有有机物和氧化物两种存在形式 D硅的氧化物和硅酸盐是构成地壳的主要物质,D,解析：碳、硅原子最外电子层均有4个电子，虽说其原子既不易失去也不易得到电子，但二者的单质在一定的条件下也比较容易发生化学反应，如碳、硅单质

5、在一定条件下均能与氧气发生化学反应，A错误；硅是一种亲氧元素，在自然界中它主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，B错误；碳元素是构成有机物的主要元素，但在自然界中还有单质、氧化物、石灰岩、碳酸盐等多种存在形式，C错误；硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，故是构成地壳的主要物质，D正确。,2(2019山西康杰中学高一月考)我国科学家成功研制SiO2超分子纳米管，其微观结构如图，下列叙述不正确的是() A该超分子性质稳定，不与任何酸发生反应 BSiO2是酸性氧化物 CSiO2在工业上可用于制造光导纤维 DSiO2与碱的反应是非氧化还原反应 解析：二氧化硅能与氢氟酸发生反应，A错误；S

6、iO2能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，B正确；SiO2在工业上可用于制造光导纤维，C正确；SiO2能与碱反应生成盐和水，是非氧化还原反应，D正确。,A,C,4(2019黑龙江哈尔滨六中高一月考)诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是() A二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐 C二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 D二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应,D,解析：二

7、氧化硅是酸性氧化物，与水不反应，A错误；虽然SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，但SiO2仍可看作是H2SiO3失去一分子H2O而形成，且SiO2与H2SiO3中硅元素价态相同，故SiO2是H2SiO3的酸酐，B错误；二氧化硅不能导电，C错误；二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应生成硅酸钠和CO2，D正确。,5下列物质：氢氟酸；浓H2SO4；烧碱溶液；Na2CO3固体；氧化钙；浓HNO3。其中在一定条件下能与SiO2反应的有() AB CD全部 解析：SiO2是酸性氧化物，除氢氟酸外，不与其他任何酸发生反应，故不能与SiO2反应，其他物质在一定条件下均能与

8、SiO2反应，故C项正确。,C,6除去下列粉末中的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂填在横线上。 SiO2(CaCO3)_； SiO2(C)_； NaCl(Na2SiO3)_； CuO(SiO2)_； SiO2(NaCl)_。,盐酸,氧气,盐酸,NaOH溶液,水,解析：SiO2不溶于盐酸，CaCO3能溶于盐酸，可用盐酸除去SiO2中的CaCO3； C与O2反应转化为CO2气体，可将SiO2中的C除去； Na2SiO3与盐酸反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3，可用盐酸除去NaCl中的Na2SiO3； CuO为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，可用NaOH溶液除去CuO中的SiO

9、2； 加入水，SiO2不溶解，NaCl溶解，可除去SiO2中的NaCl。,课 堂 探 究,问题探究：1.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，为什么不用玻璃塞？ 2SiO2既能与NaOH溶液反应，也能与氢氟酸反应，SiO2属于两性氧化物吗？ 探究提示：1.玻璃中含SiO2，SiO2与NaOH反应生成有黏性的Na2SiO3，会使瓶塞与瓶口粘在一起，不易打开。 2不属于。两性氧化物既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应只是SiO2的一个特性，SiO2属于典型的酸性氧化物。,知识点1CO2与SiO2的性质比较,知识归纳总结： CO2与SiO2的比较,(201

10、9河北定州中学高一月考)将过量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是() ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3 CNa2CO3、SiO2DSiO2 解析：CO2与水玻璃反应生成硅酸和NaHCO3，蒸干灼烧时，硅酸分解为SiO2和H2O，NaHCO3分解为Na2CO3、水和CO2，SiO2和Na2CO3在高温下又反应生成Na2SiO3和CO2，最终所得固体为Na2SiO3，故选A。,典例 1,A,B,问题探究：1.已知：Si和NaOH溶液反应的化学方程式为：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2是由Si3H2O=H2SiO32H2和H2SiO

11、32NaOH=Na2SiO32H2O两方程式相加得到，则Si和NaOH溶液反应中氧化剂是什么？还原剂是什么？ 2如何由SiO2通过最简单的方法制得H2SiO3？(用方程式表示) 3Na2SiO3是硅酸盐，NaAlSi3O8是硅酸盐吗？Al2Si2O5(OH)4呢？,知识点2硅及其化合物的特性,探究提示：1.此反应中Si是还原剂，H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂又不是还原剂。 2SiO22NaOH=Na2SiO3H2O、CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3。 3NaAlSi3O8和Al2Si2O5(OH)4也同Na2SiO3一样是硅酸盐，硅酸盐结构复杂，通常是由硅、氧和金属元

12、素组成的化合物的总称。,知识归纳总结：,世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是() A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 B玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起,典例 2,B,解析：普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅熔化在一起所得到的物质，C正确；二氧化硅易与烧碱反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛放NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞。,变式训练2用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中不正确的是() A钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O表示为CaOAl2O33SiO23H2O B镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO3SiO2 C正长石KAlSi3O8表示为K2OAl2O36SiO2 D高岭石Al2(Si2O5)(