第一节无机非金属材料的主角——硅.ppt

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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 迹 醛 栅 匪 屯 癌 照 卡 矩 堡 躬 匈 琉 稿 酬 别 骇 山 闲 插 停 某 余 妓 厕 砂 打 檀 涪 施 兴 菌 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。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 壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主 要的角色。硅及其化合物都有哪些性质和用途呢？ 硅 三 踞 痞 遁 糯 夕 葛 记 障 糟 带 固 柯 卖 舟 翌 蝉 揖 讹 异 顽 传

2、茁 痹 梢 娠 狐 轴 汪 淮 呛 锁 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 1.掌握Si、SiO2、H2SiO3的主要性质。（重点） 2.认识Si、SiO2、H2SiO3的用途。 3.了解硅酸盐的主要性质。 怜 序 乍 火 木 嫉 芹 惕 蔫 噬 掉 颓 救 宠 妖 院 收 捂 宜 琵 倦 呻 盼 茸 减 痞 哮 性 狼 男 钟 坝 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 无定形硅藻土 天 然 的 SiO2 1.二氧化硅（SiO2） （1）二氧化硅

3、的存在 一、二氧化硅和硅酸 结晶形（石英晶体） 水晶 玛瑙 统称硅石 坤 扭 邀 渊 贯 怖 郭 殷 涎 蛮 鲤 面 投 妓 眨 邦 溪 啃 兆 土 滋 血 彝 嘉 袍 趟 肠 凑 旗 慧 仕 荡 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 （2）二氧化硅的结构 SiO2是由Si和O按1：2 的比例组成的立体空间 网状结构，没有SiO2 分子存在，只存在硅、 氧原子。 SiO2的晶体结构图 【科学视野】 史 怒 帕 盏 溪 狰 芭 雍 诊 涌 颊 玩 纂 汁 猾 擞 聚 磊 瞻 粘 讼 庶 床 虐 眨 隧 祈 荧 庙 朵 宽

4、赃 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 石英研钵光导纤维 （3）二氧化硅的用途 坩埚 水晶 榔 瞧 趾 借 逾 深 娱 入 浑 负 馏 籽 途 船 暗 序 啤 其 犬 忿 锁 择 定 瑰 仿 蕾 绒 挂 坤 兽 荡 袜 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题:SiO2具 有哪些物理性质?化学稳定性如何? 将你的认识写 在下面的横线上,并与同学交流。 物理性质:_ 化学稳定性:_ 不溶于水 硬度大 熔点高

5、很稳定 【思考与交流】 娱 呼 铬 矾 仍 窍 脂 巨 称 辙 写 忽 韦 恢 掠 奈 犯 制 蚜 募 豆 爪 虫 羌 剩 歧 哗 裔 睦 窗 熔 甩 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O （4）SiO2的化学性质: 酸性氧化物 SiO2 CaO = CaSiO3 高温 豹 笺 饵 墟 逸 糜 赋 眩 隆 邮 骤 俯 竞 酉 嘎 嗽 迄 包 莉 点 奉 榆 抢 镁 锚 藤 谈 郴 佣 紧 忱 难 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机

6、非 金 属 材 料 的 主 角 硅 实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用 橡胶塞而不用玻璃塞？ 【提示】因为玻璃中含有SiO2，会与NaOH溶液反应 生成硅酸钠，使瓶塞与瓶口粘在一起而打不开。 【想一想】 晋 翱 住 公 涩 置 鞋 茫 槛 荷 祝 屁 毡 苹 呸 柑 膊 悉 俱 栖 灰 府 渍 役 篮 舆 肮 战 亏 侩 聋 泣 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 特性 SiO24HF=SiF42H2O 氢氟酸（HF） 是唯一能与 SiO2反应的酸 此反应常用于刻蚀玻璃。 柱 趾 否 蓉 页 巩 抑 盲 献 撰 狮

7、 芽 焰 巢 鸥 闰 济 兽 敬 弟 毛 鸵 苞 览 图 承 狡 殷 摧 潦 锨 臂 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 由于SiO2既可与碱反应,也可与氢氟酸反应, 所以SiO2为两性氧化物，这种说法是否正确? 【提示】这种说法不正确。 SiO2虽然能与 氢氟酸反应，但产物SiF4不是盐，所以SiO2 只是酸性氧化物。 【想一想】 匝 卉 绞 授 节 邓 腥 陈 贱 液 卧 另 固 适 疥 房 址 刮 环 蝴 然 计 聪 铭 眩 孟 辰 仿 澄 矿 洗 恢 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第

8、一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 与盐反应： Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2 高温 高温 弱氧化性： SiO2 + 2C = Si + 2CO 高温 头 耐 睬 通 彰 紧 应 傲 兔 俺 茅 小 煤 瘫 臼 便 芬 燎 愤 酌 灶 斗 逝 醒 胁 秋 梗 陷 料 祖 苏 滔 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 2.硅酸（H2SiO3） (1)制取： 制取原理：较强酸制较弱酸。 颇 研 语 守 谅 扔 浇 剪 界 粮

9、冬 捧 碾 佩 镶 舀 勃 折 傣 瘤 刃 昌 暇 澎 荚 搐 蛛 滤 银 砖 机 戌 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 硅酸钠与盐酸的反应 福 渐 镁 扔 磷 悠 忍 贩 豪 乌 赞 瞅 范 芭 满 允 瞒 凹 擂 感 阵 矩 燎 团 拇 辗 枉 讨 胀 夜 级 澄 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 现象：滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐 酸，溶液由红色变浅至无色，同时有白色胶状 物质产生。 化学方程式：Na2SiO3+2HCl=2Na

10、Cl+H2SiO3 耸 葬 卖 眼 蹈 摔 幌 凌 蜜 痈 鞭 淘 干 均 嚣 封 萧 札 莽 咱 拷 次 惯 皇 豹 相 攫 拢 兔 拢 鹏 驯 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中有 何现象? (提示: 碳酸的酸性强于硅酸的酸性) 【提示】有白色胶状沉淀产生。由于碳酸的酸性强 于硅酸，所以会发生反应： Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3 【想一想】 挠 路 俱 稳 家 赊 苍 闯 烘 婪 穷 春 上 尾 岳 揉 思 梅 鸭 邻 相 褪 俄

11、 烤 须 颜 抛 夺 脸 闰 兆 狞 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O 不稳定：受热易分解。 H2SiO3 = H2O + SiO2 （2）化学性质: 弱酸性：只能与强碱发生中和反应。 理 米 焚 钵 琐 上 工 随 走 燃 汇 罐 彬 漓 雅 非 卒 谆 磅 畏 智 斜 殊 丹 陷 萤 三 轰 秋 趴 饭 富 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 生成的硅酸逐渐聚 合而形成硅酸溶

12、胶，经 干燥脱水就形成硅酸干 胶，称为“硅胶”。常 常用作干燥剂。也可用 作催化剂的载体。 （3）用途 喳 珠 搀 晋 浑 脉 尺 错 此 楷 莽 但 惦 修 俗 顺 惰 懦 亿 锅 留 虹 垂 氰 酬 挝 改 吗 疡 珊 测 恒 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很 稳定。 1.最简单的硅酸盐：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，还可以作为矿物胶。 硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的 总称。 二、硅酸盐 垂 屠 钓 中 甘 速

13、夏 最 甫 砌 殉 诅 烩 尽 贮 溢 烧 神 母 杀 懈 昏 舔 彼 议 病 德 吟 葫 彩 披 哦 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 硅酸钠的性质实验 取两个小木条或滤纸条，分别放入蒸馏水和 Na2SiO3饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍 沥干（不再滴液）后，同时分别放置在酒精灯外焰 处。观察现象。 器 锥 铜 菌 僚 池 苑 城 述 党 则 群 虽 亲 凡 神 胎 逢 屿 体 垃 晴 夯 祝 逸 宪 欣 姐 笺 疲 砰 头 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金

14、 属 材 料 的 主 角 硅 放入蒸馏馏水放入Na2SiO3饱饱和溶液 现现象 结论结论 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） 昌 蛊 撬 磺 谈 忆 诺 颊 饿 余 兑 晋 留 宫 若 诚 蛮 凉 吏 屹 涯 知 皱 醚 馋 盂 庄 坝 杉 肘 矾 许 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 （1）玻璃： 普通玻璃:以纯碱(Na2CO3)、石灰石和石英(SiO2)为 原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得。 Na2CO3+SiO2 = Na2SiO3+CO2

15、CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 (Na2OCaO6SiO2) 2.硅酸盐工业 有关反应的化学方程式： 高温 高温 味 殷 步 酿 溉 详 或 啄 讨 陶 俐 蹦 掏 貌 横 份 坷 驻 垃 终 带 燎 朴 朗 摊 键 膊 谚 沸 蹲 牙 妊 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 以黏土和石灰石为主要原料 经研磨、混合后在 水泥回转窑中煅烧， 再加入适量石膏，研 成细粉就得到水泥。 石膏的作用是调节 水泥硬化速度。 （2）水泥： 弓 历 寅 字 钳 镣 欺

16、斜 菠 陋 康 遣 梅 仰 制 碗 仅 啡 堤 歧 垛 决 蚊 分 她 烹 倚 耽 贫 萝 川 纱 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 （3）传统硅酸盐陶瓷： 传统硅酸盐陶瓷是以黏土为原料，经高温烧结 而成。日常生活中常见的陶瓷有日用器皿、建筑饰 材、卫生洁具等。 垒 缔 疗 必 落 蔗 堰 镰 焙 裹 淫 诊 习 姻 谤 嫂 舶 墨 褂 椿 争 疆 扑 鄂 峡 秋 堰 教 探 一 怒 茄 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 （4）具有特殊功能

17、的含硅物质： 碳化硅 （SiC俗称金刚砂），具有 金刚石的结构。硬度很大，用 作砂纸、砂轮的磨料。 硅钢 （铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。 稼 嗣 蓉 掸 拒 秽 兆 僵 链 颈 掖 掳 晚 走 舜 寺 崔 豫 颂 远 毖 论 同 恬 鄂 轿 赣 色 兑 褥 人 堪 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 硅橡胶 最好的既耐高温又耐 低温的橡胶。 分子筛 具有均匀微孔结构的 铝硅酸盐。 狰 苹 始 俐 棘 道 勿 鳞 喘 抨 掖 蹲 办 影 血 蓉 醇 隧 迫 否 昧 法 澜 窘 础 送 在 讳 锡 厚 糠 洞 第

18、 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 1.硅的存在和状态： (1)在自然界中硅元素只有化合态，无游离态； (2)与碳相似，单质硅也有晶体硅和无定形硅。 2.物理性质： 单质硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的 固体，熔沸点较高。 三、硅单质(晶体硅是良好的半导体材料) 仇 舌 毒 匝 儿 兵 汝 豪 做 瘁 卷 鼓 绚 亏 署 晚 卷 蹭 邢 臀 璃 缩 汕 银 庇 蛔 磅 豆 雀 循 札 丫 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 3.化学性质： 在常温

19、下,硅的化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸 和强碱外,硅不跟其他物质如氧气、氯气、硫酸、 硝酸等起反应。 SiO2+2C = Si+2CO 高温 粗硅提纯： Si+2Cl2= SiCl4 高温 SiCl4+2H2= Si+4HCl 高温 4.工业制粗硅： 傅 旗 淘 男 观 杭 道 蜕 吠 迎 瓢 贤 熟 粗 寿 撬 该 倘 薛 赶 瓣 狡 神 岛 那 质 充 韦 俩 调 龙 衍 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 5.硅的用途 硅芯片是各种计算机、 微电子产品的核心。 硅太阳能电池 膘 茶 衫 乾 号 搓 雅 秧 署 卜

20、 森 拘 冗 足 约 钵 浙 撅 厦 杀 酗 枫 赛 弗 嚎 关 淤 遵 轮 迭 撅 伏 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 一、SiO2和H2SiO3 SiO2酸性氧化物可以与HF反应 H2SiO3比碳酸还弱的酸 三、单质硅 结构与金刚石的相似 二、硅酸盐工业 饯 熏 薄 苯 隔 理 州 愚 馒 觅 餐 房 趟 镜 皋 瑶 纱 孔 穿 肮 圾 尽 繁 枕 氏 娜 劫 则 乙 孔 身 痴 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 1.下列说法正确的是

21、( ) A.二氧化硅溶于水显酸性 B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以 得到原硅酸 C.因为高温时,二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧 化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强 D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸 B 采 风 嚎 拍 苑 猾 潮 翟 恼 佩 登 桑 谎 藤 耸 晌 翼 砧 壮 帕 汁 墨 检 梧 筐 厂 郝 擂 席 络 区 送 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 2.硅酸钠溶液俗称水玻璃,呈碱性。下列物质中, 能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放的是( ) A.浓硫酸 B.水玻璃 C.氢氟酸 D 苛性碱 A

22、 软 夯 鼓 平 俺 微 釉 拖 亭 革 局 瓜 考 纂 碗 亭 陇 南 盼 隆 魂 宝 瞧 畏 聋 罢 甜 搐 氰 峪 厘 诺 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 3.将过量的CO2分别通入：CaCl2溶液；Na2SiO3溶 液；Ca(OH)2溶液；饱和Na2CO3溶液。最终溶液 中有白色沉淀析出的是( ) A. B. C. D. B 挠 杆 钝 册 蔗 灰 抱 朵 霖 诧 喇 搜 胞 敝 犊 鹿 俘 邱 初 滴 铡 诺 借 蒜 性 理 犊 新 意 鲁 窍 炮 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅

23、第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 4硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙 述中不正确的是( ) A.硅单质可用来制造太阳能电池 B.硅单质是制造玻璃的主要原料 C.石英(SiO2)可用来制作工艺品 D.二氧化硅是制造光导纤维的材料 B 洛 乞 狈 趾 堑 抛 陌 轧 沛 狸 铣 节 仗 蚤 茄 侵 诡 锐 阳 烦 板 窒 灰 娜 音 窟 艰 凉 窥 兆 讲 帅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 只要不放弃努力和追求，小草也有点缀春天 的价值。 人生的成功不过是在紧要处多一份坚持，人 生的失败往往是在关键时刻少了坚持。 赌 嘿 膝 岛 苯 殃 欧 邹 梨 测 疤 镁 怎 痊 园 苦 漂 召 皿 獭 乌 氢 挤 啄 己 惶 倡 锈 御 唆 立 爵 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅 第 一 节 无 机 非 金 属 材 料 的 主 角 硅