第四章-Si、Cl.ppt

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1、第一节 硅,第四章 非金属及其化合物,二氧化硅（SiO2）,1、存在： 石英和沙子 天然的分为结晶形和无定形两类，统称硅石。 结晶形有石英晶体水晶、玛瑙,二氧化硅（SiO2）,SiO2晶体的四面体结构,2、结构：P7475 SiO2晶体是立体网状结构的晶体。 3、物理性质： 熔点高，硬度大， 无色透明的是水晶， 不溶于水的固体。,4、化学性质： 酸性氧化物的通性,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,二氧化硅（SiO2）,盛碱液的试剂瓶 用橡胶塞,4、化学性质： 弱氧化性 特性,二氧化硅（SiO2）,- 与氢氟酸反应，刻蚀玻璃,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2

2、O,二氧化硅（SiO2）,5、用途 制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等；制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等；制作装饰品。,二氧化硅（SiO2）,6、危害,在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。,性质：弱酸，比碳酸酸性弱，溶解度小。 相关概念： 硅酸溶胶、硅酸凝胶、硅酸干凝胶-硅胶 实验4-1：制取硅酸溶胶,硅酸（H2SiO3） P76,Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 （胶体）+ 2NaCl,是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，自然界分布极广。 性质：结构复

3、杂的固体，大多不溶于水，化学性质稳定。 硅酸钠：可溶于水，水溶液俗称水玻璃，可制备硅胶和木材防火剂。 实验4-2：水玻璃防火实验,硅酸盐 P77,一、半导体材料与单质硅,导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。 最早使用的是Ge，现在是Si、Se、Ga等。,2、根据C 和 Si的结构， 预测非金属Si的性质？,1、什么是半导体材料？,C 、 Si原子的最外层均为4个电子，既不易得电子也不易失去电子，Si主要形成+4价化合物。,硅（Si）P79,1、含量和存在： 地壳中含量（26.3%）仅次于氧，居第2位； 在自然界只以化合态存在，常见的有二氧化硅和硅酸盐。 2、晶体结构： 单质硅有晶体硅和无定

4、形硅两种。 晶体硅的结构跟金刚石相似，是立体网状结构的晶体。,硅（Si）,3、物理性质： 晶体硅是灰黑色，有金属光泽，熔、沸点高，硬而脆的固体，是重要的半导体材料。 4、化学性质： 常温下化学性质不活泼，只与F2、HF、强碱反应 Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2,硅（Si）,4、化学性质： 加热条件下，与某些非金属反应,（俗称金刚砂）,硅（Si）,5、工业制法 自然界中没有游离态的硅，主要有SiO2和硅酸盐,高纯硅的一般纯度要求达到99.9999%，甚至达到 99.9999999%以上。

5、,硅（Si）,6、用途 制造晶体管、集成电路、硅整流器 太阳能电池 硅合金钢： 含硅4 - 变压器铁芯 含硅15- 耐酸钢,单晶硅及抛光硅片,生产原料：纯碱、石灰石、石英 （Na2CO3、CaCO3、SiO2） 生产设备：玻璃熔炉 反应原理： 主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 或表示为：Na2OCaO6SiO2 主要特性：非晶体，无固定的熔点,硅酸盐和无机非金属材料玻璃,身边的化学 有色玻璃简介,1、普通玻璃，从侧面看时显绿色，为什么？,答：原料中混有二价铁,2、有色玻璃能显示不同的颜色，为什么？,答：原料中加入了不同的氧化物， 红色玻璃中加入的是氧化亚铜（Cu2O）， 蓝色玻

6、璃中加入的是氧化钴（Co2O3）， 光学玻璃中是加入了（PbO）制成的。,变色玻璃中加入了AgBr（AgI）,生产原料：石灰石、黏土 （CaCO3、 Al2O32SiO22H2O ） 生产设备：水泥回转窑 主要成分：3CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3 主要特性：水泥具有水硬性,硅酸盐和无机非金属材料水泥,玻璃与水泥,纯碱（Na2CO3） 石灰石（CaCO3） 石英（SiO2）,主要：石灰石、粘土 辅助：石膏,复杂物理化学变化,Na2SiO3 CaSiO3 SiO2,3CaOSiO2硅酸三钙、2CaOSiO2硅酸二钙、3CaOAl2O3铝酸三钙,生产原料：黏土（Al2O32S

7、iO22H2O ） 生产设备：陶瓷窑 生产过程：混合-成型-干燥-烧结-冷却 主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型,硅酸盐和无机非金属材料陶瓷,陶瓷,分类：高温结构陶瓷（Si3N4 、 SiC等） 生物陶瓷（ZrO2 、 CaO-Na2O-SiO2-P2O5） 压电陶瓷（BaTiO3、PbTiO3）,我国著名的陶器产地： 江苏宜兴 江西景德镇,问题 陶瓷具有哪些优点？,抗氧化、抗酸碱性、耐高温、绝缘、易成型等,1、下列化合物中属于纯净物的是：（ ） 、Na2CO310H2O B、水泥 C、纯净的盐酸 D、普通玻璃,A,2、与普通玻璃相比具有相同组成的是：（ ） A、钢化玻璃 B

8、、光学仪器玻璃 C、石英玻璃 D、有色玻璃,A,练习,3、下列物质中有固定熔点的是： （ ） A、水泥 B、玻璃 C、Na2OSiO2 D、水玻璃,C,4、熔融烧碱应选用的器皿是： （ ） A、石英坩埚 B、生铁坩埚 C、普通玻璃坩埚 D、陶瓷坩埚,B,练习,5、 制造水泥的主要原料是：（ ） 制造玻璃的主要原料是：（ ） 石英 石灰石 纯碱 粘土 A、 B、 C、 D、 ,C,A,练习,富集在海水中的元素氯,第四章 第2节,海 洋,海洋中含盐量约为3%。,海洋所含盐中主要为NaCl，NaCl有成盐元素Cl元素,2 富集在海水中的元素-氯,氯原子结构：,活泼的黄绿色气体-氯气, 舍勒发现氯气的

9、方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。 请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式。,阅读与思考,重庆发生氯气泄漏爆炸事故,氯气是一种 有毒的气体。,农田被氯气熏黄,氯气的物理性质,通常： 氯气是黄绿色， 有刺激性气味， 有毒，易液化， 比空气重， 溶于水的气体。,问题： 如果你所在的二楼发生氯气泄漏，请问你是向楼上跑还是向楼下跑？,氯气的化学性质,与金属单质反应 ( Fe / Cu / Na ) 与非金属单质反应 ( H2 / P / S ) 与水的反应? 与碱的反应?,预测：,与氧气相似,实验1：铁与氯气的反应 观察把灼热发红的铁丝放进氯气瓶里有何现象? 当集气瓶注入少量水后观察溶液的颜色。,

10、红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,瓶中充满红棕色的烟,加水形成黄色溶液,氯气与金属单质的反应,现象,+3,实验2：铜与氯气的反应 把灼热发红的铜丝放进氯气瓶里后有何现象? 当集气瓶注入少量水后观察溶液的颜色。,红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,瓶中充满棕黄色的烟,加水形成蓝色溶液（浓度不同颜色不同）,现象,烟：固体小颗粒分散在空气中 上述烟即是CuCl2 、FeCl3的颗粒,思考:,1. 氯气能与金属钠反应吗?反应产物、现象? 2. 没有氧气参加的反应也能称为燃烧吗? 什么叫燃烧? 3.FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗？,1. 钠的活泼性强，氯气能与钠反应；白烟产生。 2.发光发热的剧

11、烈的化学反应都叫燃烧。 3.不能。,氢气在氯气中继续燃烧 火焰呈苍白色 瓶口有白雾产生,实验：氢气与氯气的混合气体在强光下 现象：释放大量的热，发生爆炸。,思考: 用哪种方法制盐酸呢?,现象,氯气与非金属单质的反应,实验3：氯气与氢气的反应 P83 图416 观察把燃烧的氢气放进氯气瓶里有何现象?,探究预测,氯气能与水反应吗? 氯气与水反应的产物可能是什么？如何鉴定?,设计:酸性、 Cl 特性鉴定 试剂：氯水、镁条、石蕊溶液、 硝酸银溶液 （稀硝酸）、红纸条； 仪器：试管、胶头滴管、砂纸,实验探究,实验探究：氯气与水的反应,氯水与镁条 的反应,氯水与硝酸银 的反应,氯水与石蕊试 液的反应,氯气

12、与红纸条 的反应,有无色气泡 产生,氯水显酸性， 而且较强,生成了白色 不溶于 稀硝酸沉淀,氯水中 含有Cl,溶液先变红色 后红色褪去,氯水呈酸性 且有漂白性,干燥红纸条不变色； 湿润变为白色,氯气不具有 漂白性; 氯水具有 漂白性,氯气与水发生 了化学反应生 成了盐酸和 一种特殊的 化合物 （次氯酸）,Cl2+H2O= HCl + HClO,1、 氯气与水全部反应吗？,氯气能溶于水，溶解的氯气中有一部分与水反应,2、氯水中有哪些物质？有哪些分子和离子？,3、HClO性质如何？,Cl2 、 H2O 、 盐酸、 HClO,次氯酸(HClO)是一种弱酸 , 比碳酸弱；不稳定性，易分解出氧气；2HC

13、lO = 2HCl +O2强氧化性 (漂白剂、消毒剂),H2O、 Cl2、 HClO；H+、 Cl、ClO 、 OH(极少),思考:,久置氯水:H+/Cl-/H2O,Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O,2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O,Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO,漂白粉 有效成分,二氧化氯 (ClO2),ClO2漂白是Cl2的2.63倍,是高效、广谱、安全的杀菌消毒剂。 防止了Cl2的致畸、致癌、致突变的可能。

14、,氯气与氢氧化钠的反应,漂白原理,氯气与某些盐的反应,Cl2 + Na2S = S+ 2NaCl,Cl2 + 2KI = 2KCl + I2,Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2,Cl2 + 2FeCl2 = 2FeCl3,结论,氯气化学性质十分活泼: 、能与大多数金属反应, 如铁、钠、铜、锰、镍、锌、钾等反应。 、也能与很多非金属反应, 如氢气、红磷等。 、还能水、碱、盐等反应 。,【重点突破】,氯气的性质,1、用坩埚钳夹住一束铜丝，灼热后立即放入充满氯气的集气瓶，观察到的现象为（ ） A.白雾 B.白色烟雾 C.棕色的烟 D.苍白色火焰,想一想,C,2、关于氯气的描述中正确的

15、是（ ） 氯气以液态形式存在时可称作氯水 B. 红热的铜丝在氯气中燃烧生成蓝色固体 CuCl2 C. 氯气参加的化学反应必须在溶液中进行 D. 钠在氯气中燃烧生成白色固体NaCl,想一想,D,想一想,3. 下列物质中属于纯净物的是（ ） A. 氯水 B. 盐酸 C. 液氯 D. 漂白粉,C,想一想,4、将过量的 Cl2通入紫色石蕊试液中，然后放在日光下照射，整个过程发生的现象是（ ） A. 溶液变红色 B. 溶液先变红色，又慢慢褪色，光照后又变紫色 C. 溶液直接变无色 D. 溶液先变红，又慢慢褪色，光照后仍呈无色,D,想一想,5、工业上不生产次氯酸而生产漂白粉主要是因为（ ） A. 次氯酸是

16、弱酸，漂白能力弱于漂白粉 B. 漂白粉是固体，次氯酸是液体 C. 次氯酸盐比次氯酸稳定 D. 漂白粉能和酸反应,C,原子结构和元素性质相似的氟、氯、溴、碘等元素称为卤族元素(简称卤素)。,卤族元素,卤族元素：,易挥发,易升华,紫黑色 固体,微溶,橙色,微溶,棕黄色,易溶,褐色,易溶,橙红色,易溶,紫红色,易溶,橙红色,深红棕色液体,卤素单质的物理性质,溴易挥发：水封保存 碘易升华：分离提纯,利用溶质在互不相溶溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。,实验1：向溴水中注入少量的CCl4，振荡，观察现象 实验2：向碘水中注入少量的CCl4，振荡，观察现象,物

17、质的分离方法萃取,1、Cl2、 Br2、 I2发生间的置换反应：,2NaBr Cl2 = 2NaCl + Br2,2NaI Cl2 = 2NaCl + I2,2NaI Br2 = 2NaBr + I2,用CCl4萃取,氧化性： Cl2 Br2 I2 还原性： I - Br - Cl -,2、碘单质(I2)化学特性: 使淀粉溶液变蓝。,卤素单质的化学性质,卤素单质 Cl2、Br2、I2 的化学性质,回忆Cl2的化学性质？,金属、非金属、水、碱,可与金属反应，生成卤化物(MXa)； 可与氢气反应，生成卤化氢(HX)； 可与水反应(HX、HXO)； 可与碱反应(NaX、NaXO、H2O)。 特性反应

18、：碘跟淀粉的反应 卤素单质之间的置换反应,卤素离子 Cl、Br 、I 的检验,1、Cl -、Br -、I ： NaClAgNO3=NaNO3AgCl(白) NaBrAgNO3=NaNO3AgBr(浅黄) KIAgNO3=KNO3AgI(黄) 沉淀颜色不同，且沉淀均不溶于稀HNO3 2、Br -、I ： 加入氯水后震荡，再滴入少许四氯化碳，四氯化碳层呈现橙红、紫红色。 3、I： 加入氯水后再加淀粉溶液，观察是否变蓝。,海水中溴的提取,2NaBrCl2 = 2NaCl +Br2,工业上如何提取溴？,氧化,溴化银和碘化银感光性,单质银在极细颗粒时，呈现黑色， 所以AgBr、AgI光照时变黑。,2Ag

19、Br 2Ag+Br2 （摄像技术） 2AgI 2Ag+I2 （人工降雨）,1.方志敏烈士生前在狱中曾用米汤（内含淀粉）给鲁迅先生写信，鲁迅先生收到后，为了看清信中的内容， 使用的化学试剂是 。 A、碘化钾 B、碘酒 C、碘酸钾 D、碘化钾淀粉试液,B,随堂练习,2、贮存液溴时，应在液溴上面加少量的水，其作用是（ ） A、防止溴腐蚀玻璃; B、防止溴挥发 C、防止溴被氧化而变质 D、防止溴变成固态,B,随堂练习,3.向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量的Cl2充分反应，将溶液蒸干，并灼烧所得的物质，最后剩余的固体是 。 A、NaCl和KI B、NaCl、KCl和I2 C、KCl和NaBr D

20、、KCl和NaCl,D,随堂练习,练习：,1. 在常温下以固体单质存在的卤素是（ ）（A）F2 （B）Cl2 （C）Br2 （D）I2,2. 做过碘升华实验的烧杯壁上的碘,应用 洗涤。 久盛石灰水的试剂瓶上的白色斑迹用 洗涤。 碘化钾中含有少量的碘，除去的方法是 。,3. 实验室保存溴常在盛溴的试剂瓶里加入一些水,其目的是（ ） A. 防止液溴挥发 B. 便于制取溴水 C. 避免溴被氧化 D. 防止试剂升华,A,4.如何鉴别溴水和碘水。,CCl4层显紫色的为碘水，显橙色的为溴水。 滴加淀粉溶液，显蓝色的为碘水，无变化的为溴水。,酒精,稀盐酸,加热升华,镁和海水提镁,物理性质： 银白色金属； 密度较小、熔点较低、硬度较小（很软）； 导电、导热、延展性好。 镁合金强度大, 机械性能好 冶炼做还原剂和脱氧剂。,化学性质：Mg 2e - Mg2+,强还原剂,Mg + 2HCl = MgCl2+H2,镁和海水提镁,如何提取海水中的镁？,海水中镁浓度1.28g/L, 总储量21015t, 世界生产的镁60来自海水,涉及到哪些化学反应？,CaO + H2O = Ca(OH)2,MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2,Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O,镁和海水提镁,Classes is over！,