第一节硅
化学必修1第四章第一节硅
思考: CO2+H2O=H2CO3 ,但是SiO2不 能与水直接化合成H2SiO3。
那怎样制备H2SiO3呢?
实验4-1 向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴
入稀盐酸.
现象
滴入酚酞溶液呈红色,滴入 盐酸有透明的硅酸凝胶产生
Na2SiO3呈碱性,硅酸难溶于水
结论
方程式 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3(胶体)+2NaCl
生活中随处可见的含硅化合物及产品
具有特殊功能的含硅物质
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
硅橡胶:既耐高温又 耐低温 制造飞机、火箭、 导弹的零件和绝缘 材料
分子筛:具有均匀微孔结 构的铝硅酸盐 Na 2O· 2O3 · Al 2SiO2 · 2O nH 主要作吸附剂和催化剂
5、硅酸的存在
• 硅酸浓度较小时易聚合形成硅酸溶胶,硅酸 浓度较大时则形成硅酸凝胶 • 硅酸凝胶干燥脱水——硅酸干凝胶,又称为 硅胶,吸附水分能力强,常用作干燥剂,也 用作催化剂的载体
原硅酸H4SiO4 白色胶状沉淀,弱酸
硅酸可看成原硅酸失去一个水得到的
二、硅酸盐
1、是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 2、结构复杂的固态物质,大多不溶于水, 化学性质很稳定 3、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。
高温
雕刻玻璃
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
洗掉酸并去掉石蜡
SiO2与CO2化学性质的比较
性质
与碱性氧化 物反应
二氧化碳(CO2)
高一化学鲁科版第四章第一节第一课时硅
例如:黏土:主要成分:Al2O3· 2SiO2· 2H2O 石英:SiO2 ; 长石:钾长石 K2O.Al2O3.6SiO2 钠长石 Na2O.Al2O3.6SiO2 总结: 金属氧化物写在前面,再写SiO2,最后写H2O; 氧化物之间用“· ”隔开。若有两种金属氧化物, 则活泼的在前,不活泼的在后。
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
思考:实验室为什么不用
玻璃瓶盛装氢氟酸?
• SiO2 + 4HF =SiF4↑+ 2H2O
你知道吗? 如何在玻璃上雕刻花草等?这门工艺和我们化学 有什么深厚的合作关系?
雕花玻璃
硅酸(H2SiO3)
思考:二氧化硅不溶于水,如何由二 氧化硅制取硅酸? Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
1、原料 主要原料:纯碱、石灰石和石英
1、
2、成分
Na2CO3
CaCO3
SiO2
玻 璃 工 业
Na2SiO3、CaSiO3、 SiO2
3、反应原理 高温 Na2CO3+SiO2== Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 == CaSiO3+CO2↑ 4、设备 玻璃熔炉
高温
玻璃的重要性质: 1)玻璃在常温下呈固态,称为 玻璃态物质;
1、 二氧化硅一般知识
存在:二氧化硅广泛存在于自然界中,沙二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的。 物理性质:熔点高、硬度大。透明的石英晶体 即通常所说的水晶。 用途:常用来制造电子部件、光学仪器、 石英表中的压电材料、光导纤维等。
光导纤维
二、二氧化硅与光导纤维 交流研讨: 1、从物质分类的角度来看,二氧化硅 属于哪类物质? 2、二氧化硅可能具有哪些化学性质?
人教版高一化学必修一无机非金属材料的主角-----硅
为发生下列反应:
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ (2)硅酸钠化学性质 硅酸钠的化学性质相对稳定,不能燃烧, 不易被腐蚀,热稳定性好。
-1-
①与酸反应 Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓ ②与盐反应 CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl (3)用途
硅 石
沙子
无定形(硅 藻土)
水晶
水 晶
玛瑙
主要成份: SiO2
主要成份:
SiO2
第四章
非金属及其化合物
(2)结构
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体网状结
1:2 ,不存在 构,晶体中硅原子和氧原子的个数比为 ________
单个的 SiO2 分子。在 SiO2 晶体中,每个 Si 原子周围结合
C
人 教 版 化 学
B.镁橄榄石 Mg2SiO4 表示为2MgO·SiO2
C.钾长石 KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·3SiO2 D.高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O 提示:顺序为:活泼金属氧化物、二氧化硅、水。
5、硅酸钠(Na2SiO3) (1)、硅酸钠的物理性质
不 二氧化硅是坚硬、难熔的固体,________ 溶于水, 不导电,纯净的二氧化硅晶体无色透明。
4.物理性质:硬度大,熔沸点高,不溶于水 5.化学性质: 很稳定 .
.
【 讨论 】为什么实验室中盛放碱液的试 剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?(玻璃中含 有SiO2)
一、二氧化硅
5.化学性质: ① 是 酸 性氧化物
人 教 版 化 学
《第一节_无机非金属材料的主角——硅》PPT课件
2.硅酸盐的表示方法: ①化学式法: 硅酸钠:Na2SiO3 硅酸钙:CaSiO3 ②氧化物法: 硅酸钠:Na2O · 2 SiO
硅酸钙: CaO· 2 SiO
高岭石:Al2O3 · 2SiO2 · 2O 2H
石棉:CaO · 3MgO· 4SiO2
沸石:Na2 O · 2O3 ·3SiO2·2H2O Al 云母: K2O· 2O3 ·6SiO2·2H2O 3Al 长石:K2O ·Al2O3 ·6SiO2 水泥:3CaO · 2 · SiO 2CaO· 2 SiO
玻璃:Na2 O · CaO·6SiO2 粘土: Al2O3 ·2SiO2·2H2O
t
1.下列物质中属于纯净物的是( A ) A.Na2CO3· 2O 10H B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃 2.下列叙述正确的是( BD ) A.酸均不能与酸性氧化物反应 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸 C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 3.下列物质有固定熔点的是( C ) A.水泥 B.玻璃 C.Na2O· 2 D.水玻璃 SiO
二氧化硅(SiO2 )
物理性质 熔沸点高、硬度大 与水反应 与碱反应 与碱性氧 化物反应
二氧化(CO2)
熔沸点低硬度小 CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
不反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
高温
SiO2+CaO== Ca SiO3 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
A.熔点很高 C.坚硬 B.与水反应生成对应的酸 D.可与烧碱反应生成盐
2.下列物质中,主要成分不是SiO2的是 A.金刚砂 B.玛瑙
必修1 第四章 第一节 碳族元素(硅)
应用:盛放强碱溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,只 能用橡胶塞。(试剂瓶内壁因光滑而不易起反应)
盛放浓硫酸呢?
⑵ ⑶
高温
SiO2 + CaO SiO2 + CaCO3 SiO2 + Na2CO3
CaSiO3
高温 高温
CaSiO3 + CO2↑ Na2SiO3 + CO2↑
2、弱的氧化性 SiO2 + 2C 3、特性 SiO2 + 4HF(酸) = SiF4↑+ 2H2O
Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4
二、二氧化硅(SiO2)
SiO2存在于硅石、石英、石英砂、水晶(紫水晶、 玛瑙是含有杂质的SiO2)、硅藻土等中
㈠ SiO2的晶体结构 SiO2是属于原子晶体,空间网状结构, SiO2表示该物质的化学式。 ㈡ SiO2的物理性质 坚硬、难溶于水、熔点和沸点高
可利用硅酸钠的浓溶液来形成化学海底花园 (高考A计划 123页 创新题)
练习:
1、下列溶液通入过量二氧化碳后, 有沉淀的是( ) C、 E
A .CaCl2 C .Na2SiO3 B .Ca(ClO)2 D .Ca(OH)2
E .饱和Na2CO3溶液
2、写出下列变化的化学方程式:
Si ④ ③ ① ② ⑤ ⑥ Na SiO SiF4 SiO2 2 3 ⑨ ⑦ ⑧ CaSiO3 H2SiO3
K2O· 3Al2O3· 6SiO2· 2H2O
3MgO· 4SiO2· H2 O Al2O3· 2SiO2· 2H2O 3CaO· Al2O3· 3SiO2 K2O· Al2O3· 6SiO2
Na2O· Al2O3· 3SiO2· 2H2O
第一节 无机非金属材料的主角——硅 第二课时
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第二课时学习目标:1.掌握硅酸盐的性质、用途。
2.了解陶瓷、玻璃、水泥等几类硅酸盐产品。
3.了解新型陶瓷和几种具有特殊功能的含硅物质。
重点难点:硅酸盐知识梳理三.硅酸盐1.概念:由组成的化合物的总称。
2.性质:硅酸盐是一类结构复杂的固态物质,大多数水,化学性质很。
3.最常见的硅酸盐――Na2SiO3(1)性质:溶于水,水溶液俗称,呈性。
(2)用途:是和的原料。
4.硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示其组成例如:硅酸钠:Na2SiO3:;石棉:;黏土的主要成分:;长石KAlSi3O8:。
5.三种常见的硅酸盐产品6.特殊功能的含硅物质(1)金刚砂(SiC)具有类似的结构,硬度,可以用作砂纸、砂轮磨料。
(2)硅钢(含硅4%)具有很高的,主要用作变压器铁芯。
(3)硅橡胶:既耐又耐,可用于制造火箭,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),主要用作和。
7.新型陶瓷:主要有、、、几类。
四.硅单质单质硅有和两类。
(1)硅的物理性质晶体硅是有光泽的色固体,熔点、硬度、有性,是良好的。
(2)硅的化学性质①硅单质与强碱溶液反应:Si +2NaOH +H2O = Na2SiO3 + 2H2↑②硅单质与氢氟酸(HF)反应:Si +4HF =SiF4↑+2H2 ↑(3)硅的用途①材料,如硅芯片等。
②新型能源,如等。
知能检测1.下列物质中属于纯净物的是()A.Na2CO3·10H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃2.下列物质有固定熔点的是A.玻璃B.水泥C.水玻璃D.Na2O·SiO23.在实验室熔化NaOH固体,不能选用的坩锅是A .铁坩锅B .瓷坩锅C .铝坩锅D .石墨坩锅4.在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是 ( )A .纯碱B .石英C .石灰石D .粘土5.下列物质稳定性由强到弱的是( ) ①CaSiO 3,②H 2CO 3,③CaCO 3,④Ca(HCO 3)2A .①②③④B .②④③①C .①③④②D .①④③②6.高岭土的组成表示为Al 2Si 2Ox(OH)y ,其中x 、y 的数值分别为( )A .7,2B .6,3C .5,4D .3,67.能将CaCO 3 、SiO 2、Na 2SiO 3三种白色粉末鉴别开来的试剂是( )A .苛性钠溶液B .水C .氢氟酸D .稀盐酸8.下列物质的浓溶液,能用磨口玻璃试剂瓶盛放的是( )A .浓H 2SO 4B .水玻璃C .苛性钾D .氢氟酸9.将22.5g 石英与60g 石灰石在高温下反应,产生的气体在标况下的体积为( )A .5.6LB .11.2LC .13.44LD .6.72L10.下列几种物质不能长期暴露在空气中的是( )A .水晶B .水玻璃C .醋酸D .石英11.把26克含有SiO 2的CaCO 3固体在高温下加热到质量不再改变,冷却后称量为17.2克。
高中化学必修1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅
与碱性氧化物
SiO2+CaO == CaSiO3 与酸 与碳 SiO2+2C == Si+2CO SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
CO2+ Na2O = Na2CO3
不反应 CO2+C == 2CO
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第二章 二氧化硅和硅酸
2.7 硅酸 硅酸是一种很弱的酸(酸性比碳酸还弱),溶解度很小。 由于二氧化硅不溶于水,所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与 其它酸反应制得的。 所生成的H2SiO3逐渐聚合形成胶体溶液--硅酸溶胶。 硅酸浓度较大时,则形成软而透明的,胶冻状的硅酸凝胶。 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,叫做硅胶。
硅太阳能电池
硅芯片
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01 硅的简单介绍 02 二氧化硅和硅酸
• 化学性:常温下硅单质的化学性质不活泼 Si + O2 = SiO2
@皮皮课件
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第四章 单质硅
4.2 单质硅的制法
• 制法:
高温
SiO2 + 2C
• 用途:
=
Si
+
2CO
晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体 材料,硅是信息技术的关键材料。
@皮皮课件
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第四章 单质硅
4.3 单质硅的用途
@皮皮课件
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第二章 二氧化硅和硅酸
2.5 二氧化硅的化学性质
与碱反应: SiO2 + 2NaOH
氧化硅与NaOH反应。
=
Na2SiO3 + H2O
注意:实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,防止玻璃中二 与碱性氧化物反应:
高中化学必修一---硅
4、化学性质:
LOGO
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑ (3)与强碱溶液反应: Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 ↑ (4)与氯气反应: Si+2Cl2== SiCl4 (5)与氧气反应: △ Si+O2==SiO2
△
常温下反应
加热条件
5、硅的制备:
高温
LOGO
工业上,用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制 得含有少量杂质的粗硅。 SiO2+2C===Si+2CO↑ 制高纯度的硅(精硅)的方法: (1)用氯气提取粗硅中的硅
(1)存在形式:
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳 质量的 12% ,其存在形态有 结晶型 和 无定形
LOGO
1、二氧化硅( SiO2 ) (1)存在: 天然的SiO2称为硅石
水晶
结晶形(石英晶体)
硅石
水晶 玛瑙
无色透明 彩色环带或层状
无定形——硅藻土
玛瑙
晶 体 二 氧 化 硅
水晶
LOGO
玛瑙
LOGO
高温
反应的方程式:
Si + 2Cl2 === SiCl (常温下呈液态) 4
(2)用氢气还原四氯化硅得高纯度的硅
SiCl4 + 2 H2 === Si + 4 HCl
高温
6.用途
晶体硅的导电性介于导体和 绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息 技术的关键材料
LOGO
利用硅的半导体性能, 制成光电池 ,将光能 转化为电能。
LOGO 4、为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,有人设计 用如右图装置,一次实验即可达到目的(不必再选用其它 酸性溶液)。请依据此实验填空:
第4章 第1节 第1课时 单质硅与二氧化硅
第1节硅无机非金属材料第1课时单质硅与二氧化硅1.掌握Si、SiO2的性质。
重点2.认识Si和SiO2在生产中的应用。
1.硅的分布与存在(1)分布:硅在自然界中分布广泛,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。
(2)存在:自然界中没有游离态的硅,全部以化合态的形式存在。
2.半导体材料(1)特点:特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。
(2)常见的半导体材料:最早使用的是锗(Ge),现在最广泛使用的是硅。
3.硅单质(1)物理性质①单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
③导电性介于导体和绝缘体之间。
(2)化学性质(填写相应的化学方程式,下同)(3)制取与提纯粗硅:2C +SiO 2=====高温Si +2CO↑ Si +2Cl 2=====△SiCl 4SiCl 4+2H 2=====高温Si(纯)+4HCl(4)用途:半导体材料,太阳能电池,硅合金。
[探究·升华][认知升华]硅的特性(1)Si 的还原性大于C ,但C 却能在高温下还原出Si : SiO 2+2C=====高温Si +2CO↑。
(2)非金属单质跟碱液的作用一般无H 2放出,但Si 与碱液(如NaOH 溶液)反应放出H 2:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si 却能与HF 作用:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。
(4)非金属单质一般不导电,但Si 为半导体,有一定的导电能力。
[题组·冲关]1.下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是( ) A .氧化物都能与碱溶液反应B .单质在加热时都能与氧气反应C .碳和硅两种元素都有能导电的单质D .常温下,碳和硅的单质化学性质都不活泼【解析】 碳的氧化物有CO 和CO 2,CO 不能与碱溶液反应。
【答案】 A2.在高温下,碳与硅可形成SiC 。
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硅的化学性质 ——不活泼
1. 常温下只和F2 、HF、强碱反应 Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑ +2H2 ↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 2.加热时能和O2 、Cl2等反应
Si + O2====SiO2 Si+2Cl2=SiCl4
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阅读课文P79页,了解硅的物理性质和 主要用途。
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3
晶体硅的物理性质
灰黑色 有金属光泽的固体
硬而脆 熔点、沸点高 导电性介于导体和绝缘体
之间 (半导体材料)
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4
硅的用途
①用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、 硅整流器等半导体器件
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②制造太阳能仪器装置
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硅的制备
制备粗硅:SiO2+2C=高=温=Si(粗)+2CO↑
提纯粗硅: Si(粗)+2Cl2 高温 SiCl4
高温
SiCl4+2H2
Si(精)+4HCl
体会:从沙滩到用户的含义。
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第四章 非金属及其化合物
第1节 无机非金属材料的主角—— 硅
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第四章第一节 硅及其化合物第二课时学案
第一节无机非金属材料的主角——硅第二课时硅酸盐和硅单质【自主学习】一、硅酸盐1、硅酸盐的概念和性质(1)概念:硅酸盐是有、和组成的化合物。
(2)性质:是一类结构复杂的固态物质,大多于水,化学性质很。
2、硅酸盐的表示方法组成简单的硅酸盐可用化学式法表示,如:硅酸钠、硅酸钙。
3、硅酸钠实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论(1)物理性质:Na2SiO3是色固体,溶于水,水溶液俗称。
(2)化学性质:化学性质相对稳定,不能燃烧,不易腐蚀,热稳定性强,Na2SiO3(aq)中滴加酚酞试液呈红色。
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2SiO3+HCl=(3)用途:作填料、木材剂、剂。
从古到今,人类创造性地生产出了几大类硅酸盐产品、和等,它们是使用量最大的无机非金属材料。
【练一练】1.下列能用于鉴别Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO4三种溶液的一种试剂是( )A.CaCl2溶液B.Ba(OH)2溶液C.NaOH溶液D.稀盐酸2.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃。
下列关于水玻璃的说法正确的是( )A.水玻璃是一种纯净物B.水玻璃可作木材防火剂C.水玻璃跟盐酸反应所得的白色胶状沉淀是二氧化硅D.滴有酚酞试液的水玻璃呈红色,说明水玻璃与食盐水一样呈中性3.久置在空气里不易变质的物质是( )A.纯碱B.烧碱C.水玻璃D.金属钠4.水泥的成分主要有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz,则x= ,y= ,z= 。
二、硅单质1、单质硅有 和 两种,晶体硅结构类似 ,是带有 的 固体,熔点 ,硬度 ,有 性,常温下化学性质 。
2、硅元素在周期表中处于 位置,其单质导电性介于 和 之间,是良好的 材料。
3、化学性质:(1)常温下,Si 化学性质稳定,但可发生下列反应:Si+2NaOH+H 2O= 。
(2)加热和高温下,Si 能与一些非金属反应,与C 相似:Si+O 24、硅的制法(1)粗硅的制取方法是将石英砂(SiO 2)和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳,化学方程式为: (2)粗硅转变为纯硅:Si(粗)+2Cl 2 ,SiCl 4+2H 25、硅的用途(1) 材料,如硅芯片等。
高中化学硅教案ppt怎么写
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第一部分:硅的基本概念
1. 硅元素的概述
- 硅元素的简介:化学符号Si,原子序数14,原子量28.09
- 硅元素的性质:硅是一种非金属元素,具有多种氧化态
- 硅元素的应用:硅在半导体工业、建筑材料等领域有着广泛的应用
2. 硅的晶体结构
- 硅的晶体结构:硅原子呈密堆积排列形成晶体结构
- 硅的晶体结构类型:包括硅的钻石型、β-硅型等
第二部分:硅的化合物
1. 硅氧化物
- 硅氧化物的概述:硅氧化物是由硅和氧组成的化合物
- 硅氧化物的性质:硅氧化物具有高熔点、化学稳定性等特点
- 硅氧化物的应用:硅氧化物在玻璃制造、陶瓷工业、水泥生产等方面具有广泛应用2. 硅的有机化合物
- 硅的有机化合物概述:硅与有机物发生取代反应形成的化合物
- 硅的有机化合物性质:硅的有机化合物具有良好的热稳定性、耐化学腐蚀性等特点
- 硅的有机化合物应用:硅的有机化合物在医药、橡胶、润滑油等领域有着广泛应用
第三部分:硅的环境影响
1. 硅对环境的影响
- 硅的环境污染:硅的生产和加工过程中会产生硅尘和废水等污染物
- 硅的环境修复:采取适当措施可以减少硅对环境的污染
2. 硅的环境保护
- 硅的环境保护措施:实行清洁生产技术、加强企业环保管理等措施可以减少硅对环境的影响
结语
- 硅是一种重要的元素,具有广泛的应用领域和重要的环境影响,我们应当重视硅的保护与利用。
人教版必修1高中化学第四章第一节第1课时硅二氧化硅和硅酸
B.水晶
C.玛瑙
D.硅石
解析:红宝石的主要成分为 Al2O3,俗称刚玉,Al2O3 也是蓝宝石的主要成分。
答案:A
要点 硅与碳最高价氧化物及对应水化物的比较
6.盛放强碱溶液的试剂瓶不用磨口玻璃塞,要用软木 塞。
7.硅酸的组成结构比较复杂,可用 x SiO2·y H2O 表示, 但常用最简单的 H2SiO3 代表硅酸。
8.硅酸溶胶(硅酸胶体溶液)―凝―聚→硅酸凝胶―脱―水→硅 酸干凝胶。通常说的硅胶指的是硅酸干凝胶。
自我检测 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)太阳能电池可以采用硅材料制作。( ) (2)阳光下,沙子里“闪闪发亮”的无色透明小颗 粒主要成分是 SiO2。( ) (3)SiO2 硬度大、熔点高、难溶于水。( ) ( 4 ) SiO2 既 是 非 金 属 氧 化 物 也 是 酸 性 氧 化 物 。 ()
知识衔接 1.地壳中硅的含量仅次于氧,占第 2 位。 2.高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入 微量的其他元素做成的太阳能电池,将太阳能转变为电能。 3.芯片是电脑中的核心部件,它是用纯度极高的硅单质 制成的。 4.经常见到的沙子,它的主要成分是 SiO2(写化学式)。
自主学习 一、硅单质 1.存在。
2.下列关于二氧化硅的说法错误的是( ) A.二氧化硅既是非金属氧化物又是酸性氧化物 B.二氧化硅化学性质不活泼,熔点高、硬度大 C.不能用二氧化硅与水直接作用制取硅酸 D.二氧化硅既能与氢氟酸反应,又能与烧碱溶液反 应,所以它是两性氧化物 答案:D
3.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是( )
A.红宝石
3.硅酸的制备。
实பைடு நூலகம் 操作
实验 滴加酚酞溶液后溶液呈红色,滴加稀盐酸后 现象 溶液变为无色,有白色胶状沉淀生成
硅
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1、有关碳、硅两种元素的说法中,不正 确的是( C) A.碳、硅的氢化物都很稳定,都易溶于水 B.它们的单质都能和氢氧化钠溶液反应 C.碳、硅与其它元素化合时肯定都发生氧 化还原反应 D.它们的单质在空气中加热时都可以发生 化学反应
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硅的工业制法
1.在工业上,用碳在高温下还原二氧化硅的方 在工业上, 在工业上 法制得粗硅。 法制得粗硅。 高温 SiO2 +2C Si(粗硅)+ )+2CO↑ (粗硅)+ 2.与氯反应:Si +2Cl2 = SiCl4(温度为 与氯反应: 温度为400~ 与氯反应 温度为 ~ 500℃) ℃ 3.生成的 生成的SiCl4液体通过精馏,除去其中的硼、 液体通过精馏,除去其中的硼、 生成的 砷等杂质。然后用氢气还原: 砷等杂质。然后用氢气还原: SiCl4 +2H2
5、光纤通信是以光作为信息的载体,让 光在光导纤维中传播,制造光导纤维的基 本原料是( ) A.氧化钙 B.铜 C.石英砂 D.铝
C
6、下列物质中,能与SiO2发生化学反应的 是( ) ①浓硫酸 ②H2O ③盐酸 ④HF ⑤ KOH溶液 ⑥氧化钙 A.①②⑥ B.②④ C.④⑤⑥ D.③④⑤⑥
C
高温
Si + 4HCl
硅的用途
硅是一种重要的非金属单质, 硅是一种重要的非金属单质,它的用途非 常广泛。作为良好的半导体材料, 常广泛。作为良好的半导体材料,硅可用 来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半 来制造集成电路、晶体管、 导体器件,还可以制成太阳能电池, 导体器件,还可以制成太阳能电池,可制 成有良好导磁性、耐酸性的合金。 成有良好导磁性、耐酸性的合金。
第四章第一节硅(第二课时)
2、硅酸钠(Na2SiO3)是少数 易溶 于水的硅酸盐, 为白色晶体,其水溶液呈 碱 性,故其水溶液俗
称 水玻璃 或 泡花碱 或 矿物胶 。
【实验4-2】
放入蒸馏水 放入Na2SiO3 饱和溶液
现象
水份蒸发 后燃烧
水份蒸发 后不燃烧 防火效果好, 用作防火剂
水份蒸发后,失 结论 去防火作用
3、用途:木材等防火剂、肥皂填料及黏胶剂
CaO·O·
1.保持原有各元素的化合价不变,按顺序写 出各元素的氧化物。 2、表示的顺序是: 活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二 氧化硅→水 化合价低的金属氧化物放在前面,
即:活泼金属氧化物· 较不活泼金属氧化物· SiO2 · 2O x nH
高温
3.物理性质
硅有 晶体硅 和 无定形硅 两种, 晶体硅结构类似 金刚石 ,为硬而脆的 有金属光泽的灰黑色 固体, 熔点 高 , 硬度 大 ,具有 半导体 性。
4、结构
由硅原子构成正四 面体空间网状结构
5.化学性质
在常温下化学性质不活泼,但在一定条件 下也能与其它物质发生化学反应。
Si + O2 === SiO2
4、硅酸盐的表示方法
①化学式法: 硅酸钠:Na2SiO3 硅酸钙:CaSiO3
资料卡片
粘土(高岭石):Al2 (Si2O5) (OH)4 沸石:Na2A12(SiO3)2(OH)4
②氧化物法:
硅酸钠:Na2SiO3 石棉:CaMg3Si4O12 钾长石:KAlSi3O8 Na2O· 2 SiO CaO· 3MgO· 4SiO2 K2O· 2O3· Al 6SiO2
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(2)
一、硅单质 1、硅的分布与存在
第一节 硅和硅的化合物全面版
1.
石英
二
氧
水晶
化
硅
存
玛瑙
在 砂子
4. SiO2的化学性质
高温
SiO2 + 2C
Si + 2CO ( 工业制硅 )
高温
SiO2 + CaO
CaSiO3( 炼铁除脉石 )
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O ( 磨口玻璃与碱 )
SiO2 + 4HF
SiF4 + 2H2O ( 玻璃与氢氟酸 )
高温
= Si +2CO
2、二氧化硅(SiO2): (1) 存在:
(2) 用途:
(3)物理性质: 坚硬难熔的固体,不溶于水 (4)化学性质: 不溶于水的酸性氧化物
能与CaO、NaOH、HF等反应
3. 硅酸(H2SiO3): 不溶于水,酸性比碳酸弱
4、硅酸盐: Na2SiO3 练 习 一 练习二 练习三 1—4
硅和硅的化合物的相互转化
SiF4
Si
SiO2
H2SiO3
Na2SiO3
H4SiO4
作业:P151一、2 二、3、4、5
阅读:P152第二节 《基训》第一节
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只要我们坚持了,就没有克服不了的困难。或许,为了将来,为了自己的发展,我们会把一件事情想得非常透彻,对自己越来越严,要求越来越高,对任何机会都不曾错过,其 目的也只不过是不让自己随时陷入逆境与失去那种面对困难不曾屈服的精神。但有时,“千里之行,始于足下。”我们更需要用时间持久的用心去做一件事情,让自己其中那小 小的浅浅的进步,来击破打破突破自己那本以为可以高枕无忧十分舒适的区域,强迫逼迫自己一刻不停的马不停蹄的一直向前走,向前看,向前进。所有的未来,都是靠脚步去 丈量。没有走,怎么知道,不可能;没有去努力,又怎么知道不能实现?幸福都是奋斗出来的。那不如,生活中、工作中,就让这“幸福都是奋斗出来的”完完全全彻彻底底的 渗入我们的心灵,着心、心平气和的去体验、去察觉这一种灵魂深处的安详,侧耳聆听这仅属于我们自己生命最原始最动人的节奏。但,这种聆听,它绝不是仅限于、执着于 “我”,而是观察一种生命状态能够扩展和超脱到什么程度,也就是那“幸福都是奋斗出来的”深处又会是如何?生命不止,奋斗不息!又或者,对于很多优秀的人来说,我们 奋斗了一辈子,拼搏了一辈子,也只是人家的起点。可是,这微不足道的进步,对于我们来说,却是幸福的,也是知足的,因为我们清清楚楚的知道自己需要的是什么,隐隐约 约的感觉到自己的人生正把握在自己手中,并且这一切还是通过我们自己勤勤恳恳努力,去积极争取的!“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。”当我们坦然接受这人生的终局, 或许,这无所皈依的心灵就有了归宿,这生命中觅寻处那真正的幸福、真正的清香也就从此真正的灿烂了我们的人生。一生有多少属于我们的时光?陌上的花,落了又开了,开 了又落了。无数个岁月就这样在悄无声息的时光里静静的流逝。童年的玩伴,曾经的天真,只能在梦里回味,每回梦醒时分,总是多了很多伤感。不知不觉中,走过了青春年少, 走过了人世间风风雨雨。爱过了,恨过了,哭过了,笑过了,才渐渐明白,酸甜苦辣咸才是人生的真味!生老病死是自然规律。所以,面对生活中经历的一切顺境和逆境都学会 了坦然承受,面对突然而至的灾难多了一份从容和冷静。这世上没有什么不能承受的,只要你有足够的坚强!这世上没有什么不能放下的,只要你有足够的胸襟! 一生有多少 属于我们的时光?当你为今天的落日而感伤流泪的时候,你也将错过了明日的旭日东升;当你为过去的遗憾郁郁寡欢,患得患失的时候,你也将忽略了沿途美丽的风景,淡漠了 对未来美好生活的憧憬。没有十全十美的生活,没有一帆风顺的旅途。波平浪静的人生太乏味,抑郁忧伤的人生少欢乐,风雨过后的彩虹最绚丽,历经磨砺的生命才丰盈而深刻。 见过了各样的人生:有的轻浮,有的踏实;有的喧哗,有的落寞;有的激扬,有的低回。肉体凡胎的我们之所以苦恼或喜悦,大都是缘于生活里的际遇沉浮,走不出个人心里的 藩篱。也许我们能挺得过物质生活的匮乏,却不能抵挡住内心的种种纠结。其实幸福和欢乐大多时候是对人对事对生活的一种态度,一花一世界,一树一菩提,就是一粒小小的 沙子,也有自己精彩的乾坤。如果想到我们终有一天会灰飞烟灭,一切象风一样无影亦无踪,还去争个什么?还去抱怨什么?还要烦恼什么?未曾生我谁是我?生我之时我是谁? 长大成人方是我,合眼朦胧又是谁?一生真的没有多少时光,何必要和生活过不去,和自己过不去呢。你在与不在,太阳每天都会照常升起;你愁与不愁,生活都将要继续。时
高中化学必修1第四章第一节硅及硅的化合物
• C.1∶2 D.2∶1
关于硅的说法不正确的( C )
A.晶体硅的导电性介于金属和绝缘体之间, 是良好的半导体材料
B.晶体硅具有较高的熔沸点,硬度也很大
C.单质硅的化学性质不活泼,常温下不与任 何物质反应,加热到一定温度时,硅能 与碳、氧气等非金属反应
D.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色的有 金属光泽的固体
人教版高一化学必修1第四章非金属及其化合物
硅单质 人造石英 玛瑙
一、硅 1、存在 含量第二位 构成矿物和岩石的主要元素。 以二氧化硅和硅酸盐形式存在。 2、物理性质 灰黑色有金属光泽,硬而脆,良好的 半导体材料。
3、化学性质 • 化学性质不活泼,常温下只与氟气,
氢氟酸,强碱反应。
• Si + 2F2 = SiF4 • Si + 4HF = SiF4 + 2H2↑
二、二氧化硅
• 1,物理性质 • 坚硬不溶的固体,耐高温﹑耐腐蚀。 • 纯净的SiO2无色透明---水晶 • 常见:石英、沙石、硅石
• 2,化学性质 • 化学性质不活泼,通常不与强酸反应。 • 特殊:能和氢氟酸反应。
• SiO2 + 4HF==SiF4 + 2H2O • 酸性氧化物 • SiO2 + 2NaOH==Na2SiO3+H2O
高温下
• SiO2+CaO CaSiO3 • Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ • CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ • 3,用途:制光导纤维,石英坩埚。 • 优点:质轻、导光能力强、抗干扰性
好﹑耐腐蚀。
二氧化硅可用来做光导纤维;石英可用来做石英钟、石 英表,耐高温的石英玻璃;水晶可以用来制造电子工业中 的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,玛瑙为含有 有色杂质的石英,可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和 装饰品等。 但有时也会对人体造成危害,使人患硅肺病 。
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人工降雨,灭火,饮料等 光导纤维,仪器, 工艺品
三、硅酸(H2SiO3 )
硅酸是一种白色粉末状的固体,它 不溶于水;是一种弱酸,酸性比碳 酸还弱,不能使指示剂变色。
思考
二氧化硅难溶于水,又不 与水反应,那么,如何制得硅
酸呢?
实验探究
实验4-1:向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞, 再滴入稀盐酸
1、灰黑色,有金属光泽,硬而 脆的固体 2、熔、沸点高、硬度大 3、晶体硅是良好的半导体
常温下,硅的化学性质不活泼, 除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其 他物质如:氧气、氯气、硫酸等 起反应,但在加热情况下,硅也 能跟一些非金属反应。
1、与氟气反应: 2、与氯气反应: 3、与氧气反应
Si+2F2==SiF4 Si+2Cl2==SiCl4 Si+O2==SiO2 Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑
碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更
强
Si无单质(游离态)状态 化合态:硅的氧化物和硅酸盐
从原子结构认识硅
C
碳是构成有机物 的主要元素
硅是构成岩石和许 多矿物的主要元素
Si
硅和碳一样,其原子既不易失去电子,也不易得到电 子,所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物.
一、硅单质
硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
高温
设疑:
实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛 放其它溶液的试剂瓶有何不同?
2、 特性
与氢氟酸HF反应
SiO2 + 4HF = SiF4↑+2H2O
此反应常用于雕刻玻璃
思考:实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?
二氧化硅和二氧化碳的性质比较 二氧化碳 CO2 状 态 熔沸点 硬度 水溶性 气 态 熔沸很低 能溶于水 二氧化硅 SiO2 固 态 熔点高,硬度大 不溶于水
用H2CO3可制得H2SiO3 ,可证明H2SiO3
的酸性比H2CO3弱。
硅酸的制取——由于SiO2不溶于水,所 以硅酸是通过可溶性硅酸盐与酸反应制 得的。
SiO32- + 2H+==H2SiO3↓
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3
化 与水反应 CO2 + H2O = H2CO3 不能反应 学 与碱反应 CO +2NaOH=Na CO +H O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 2 2 3 2 高温 性 SiO2+ CaO =CaSiO3 与碱性氧化物 CO2+Na2O=Na2CO3 质 反应 与 酸
用 途
——
能与氢氟酸反应
3、SiO2的用途
二氧化硅的用途
①制光导纤维
②石英玻璃制化学仪器
③制石英表、石英钟
④水晶制光学仪器和工艺品
⑤玛瑙制精密轴承和装饰品
硬度大、熔点高、难溶于水 物理性质:_____________________________
通常条件下,很稳定 化学稳定性:_________________________
实验4-2
放入蒸馏水 现象
当水分蒸 发后燃烧 当水分蒸发后 不易燃烧
放入Na2SiO3饱和溶液
结论
制备木材防 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
火剂的原料
2、硅酸盐组成表示
活泼金属氧化物· 较活泼金属氧化物· SiO2· H2O
硅酸钠(Na2SiO3) 镁橄榄石(Mg2SiO4) Na2O · SiO2 2MgO · SiO2
高温
高温
Si+2C == 2CO+Si(含杂质的粗硅)
粗硅提纯:
Si+2Cl2 == SiCl4
高温 SiCl4+2H2==4HCl+Si(纯度高的多晶硅) 高温
二、 二氧化硅( SiO2 )
1、存在:
水晶
结晶形(石英晶体)
硅石
水晶
玛瑙
无色透明 彩色环带或层状
无定形——硅藻土
玛瑙
SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。结 晶的二氧化硅叫石英;天然二氧化硅叫硅石。
4、二氧化硅的化学性质(通常很不活泼)
1、具有酸性氧化物的通性 与碱性氧化物反应生成盐 高温 CaSiO3 SiO2+ CaO 与强碱反应生成盐和水
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O
硅酸钠
(有粘性,其溶液俗称水玻璃)
与盐反应
SiO2 + 2NaCO3 = Na2SiO3 +CO2
高温 △
4、与氢氟酸反应:
5、与强碱溶液反应: Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 ↑
用途
集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料, 还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造 变压器铁芯等。集源自电路晶体管纯硅的制备
(课本P81 9T)
高温 高温
工业上: SiO2 +C 粗硅 +Cl2 SiCl4 精馏+H2 Si
2、结构
立体网状结 构决定了 SiO2具有优 良的物理和 化学性质
[SiO4]四面体结构
每1个Si原子周围结合4个O原子,Si在中心,O在四个顶角。 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2:1,用SiO2来表示 二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式。
Si-26.30%
第一节无机非金属材料的主角——
硅
硅的存在与分布
图 4-1 硅的广泛存在
存在:没有游离态,只有化合态 分布:自然界中分布广泛,是构成矿物和岩石的基本 元素。 硅在地壳中含量第二,硅的氧化物及硅酸盐构成的 岩石、 沙子和土壤,约占地壳的90%以上。
碳和硅在自然界中存在形式有
所不同的原因是什么?
钙沸石Ca(Al2Si3O10) · 3H2O CaO · Al2O3 · 3SiO2· 3H2O
生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶(能流动),
当硅酸的浓度较大时,就会形成硅酸凝胶(不能流 动),硅酸凝胶经过干燥脱水就形成硅胶。
硅胶的用途:
干燥剂(吸水), 吸附剂(多孔), 催化剂的载体。
四、硅酸盐
是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 结构复杂,一般不溶于水,化学性质很
稳定。
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。
现象 结论
①滴入酚酞溶液呈红色 ②滴入盐酸有凝胶产生
① Na2SiO3溶液呈碱性 ②硅酸难溶于水
方程式 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 +2NaCl
Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓ SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3↓