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1、雅礼中学化学组,第四章 非金属及其化合物,发现: 非金属位于元素周期表的什么位置?,它们与人类的生存环境、生活和生产有何关系?,1 无机非金属材料的主角硅,一、硅的存在、原子结构、单质及用途,硅的化合物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.,一、硅的存在,硅的分布与存在,存在：自然界中没有游离态，只有化合态 分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。,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%,硅的存在,二、硅的原子结构,元素周期表:
2、 第三周期第A族,碳是构成有机物的主要元素,硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价的化合物.推测硅单质可能具有的化学性质,1、物理性质：,硅单质,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。,晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。,导电性介于导体和绝缘体之间。,在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2 等非金属单质反应。,常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。,Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2,Si2NaOHH2ONa2SiO32H2,SiO2 SiO2,硅单质的化学性质,2、,3、硅的工业制备,
3、SiO22CSi(粗)2CO ,Si(粗)2Cl2SiCl4 ,SiCl42H2Si(纯)4HCl ,（1）反应中焦炭做（ ） A.还原剂 B.氧化剂 C.二者都不是 （2）反应 属于（ ），反应 属于（ ） A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应 E.置换反应,A,AC,CE,做一做,SiO22CSi(粗)2CO ,Si(粗)2Cl2SiCl4 ,SiCl42H2Si(纯)4HCl ,根据以下反应回答下列问题：,4、用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料信息技术等材料和人造卫星、登月车、火星探测器等动力设备新能源。,硅太阳能电池,硅芯片是各种计算机、微电子产品的
4、核心,硅单质,观看下列图片总结单质硅的用途,沙子,水 晶,水晶,玛瑙,三、二氧化硅 SiO2,天然二氧化硅 约占地壳总质量12%俗称“石英”,玻璃,光导纤维,石英坩埚,1、二氧化硅的存在和用途,(1)物理性质_,(2)化学稳定性_,根据图片分析：,SiO2,结晶型 无定型,难溶于水的固体、硬度大、熔点高,SiO2+4HF=SiF4 +2H2O,SiO2+CaO = CaSiO3,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,建筑材料、饰品等,高温,性质,用途,SiO2 + 4HF = SiF4 + H2O,雕刻玻璃,雕花玻璃,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,
5、洗掉酸并去掉石蜡,二、硅酸 H2SiO3,弱酸（酸性弱于碳酸）,Na2SiO3,+ _,H2SiO3+_,硅酸钠溶液放置在空气中会变质，为什么？,Na2SiO3,+ CO2+ H2O =,H2SiO3,+ Na2CO3,要求：a 要有CO2发生装置； b 标出你的装置图里选用试剂 及仪器的名称,画出用CO2与Na2SiO3溶液制 H2SiO3实验装置图。,盐酸、碳酸、硅酸酸性的强弱,A . NaOH溶液 B. H2O 饱和Na2CO3 溶液 D.饱和NaHCO3溶液,洗气瓶中的液体( ),问题:有人说此实验并 不能验证碳酸能制硅酸,你认为呢？,D,制取硅酸,实验试剂：硅酸钠溶液、酚酞、稀盐 酸
6、、（或稀硫酸）,实验原理：填表(书P77 ）,实验探究,Na2SiO3,+ _,H2SiO3+_,实验要求：,1、做实验前先写出化学方程式。,2、确定你所使用的试剂，设计好实验步骤，先动脑再动手。,3、实验操作规范、科学、合理，液体试剂取试管一指节高度，避免浪费。,4、四人一组，两人进行实验，两人观察、记录实验现象。,硅胶泳帽,硅胶干燥剂,硅胶是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的，化学成分为H2SiO3,不溶于水不透水,耐腐蚀、稳定,无味无毒,吸附水的能力强，做干燥剂（精密仪器）,说明硅胶具有哪些性质？,变色硅胶,将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。,无水CoCl2为蓝色，水合Co
7、Cl26H2O显红色。所以根据变色硅胶的颜色变化，可以判断硅胶吸水的程度。,2、硅酸钠 Na2SiO3,用途：木材防火剂；用于建筑胶；是玻璃的主要成分；用于冶炼铸造；制备硅酸、硅胶等,硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃” 硅酸钠的水溶液呈碱性，也叫“泡花碱”,具备较好的粘性，,事先将滤纸放入饱和硅酸钠溶液中充分浸透，取出干燥后进行实验。,“点不着的滤纸”,硅的重要化合物 对人类文明的贡献 P77,玻璃：Na2SiO3 、 CaSiO3、 SiO2 水泥：硅酸二钙、硅酸三钙 、铝酸三钙 陶瓷：黏土（ Al2O3 .2SiO2 2H2O )高温 烧结而成 碳化硅：SiC 砂轮的主要成分（俗称“金刚砂”）,硅酸盐产品,复杂的硅酸盐常写成氧化物的形式,了解二氧化硅的性质：（补充）,高温下与盐反应：（制玻璃）,硅及其化合物转化关系,1,2,3,4,5,6,7,8,7,查找:美国硅谷及北京中关村发展的历史，了解半导体材料 硅的发展 ,铁及其化合物的性质：,Fe,隔绝空气加热,Fe3O4,FeO,Fe2O3,FeCl2,Fe(OH)2,Fe(OH)3,FeCl3,