江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学必修 化学1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅(第2课时)
人教版高中化学必修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――硅课件(3)
如Na2SiO3 写成Na2O·SiO2
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通常用氧化物的形式表示其组 成。顺序为：
活泼金属氧化物·较活泼金属 氧化物·SiO2 ·H2O
精品PPT
Na2SiO3
Na2O·SiO2
CaSiO3
CaO·SiO2
粘土：Al2O3·2SiO2·2H2O
玻璃：Na2O·CaO·6SiO2
2Si＋2NaOH＋H2O ＝Na2SiO3 ＋2H2↑
2NaNOaH2S＋iOSi3O＋2H＝2O
与 CaO
CaO＋SiO2高＝温CaSiO3
精品PPT
光纤视频
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____ 化学稳定性:____通__常__条__件__下__，__很___稳__定____
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思考
为什么二氧化硅和二氧化碳物
理性质有这么大的差别？
是结构上的不同
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二氧化硅的晶体结构
CO2+Na2O=Na2CO3
二氧化硅(SiO2)
高温
SiO2+ CaO == CaSiO3
与碱反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与水反应 CO2+H2O=H2CO3
——
与氢氟酸反应
——
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↑ SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
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水泥： 3CaO·SiO2； 2CaO·SiO2； 3CaO·Al2O3
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练习：写成氧化物的形式： K2SiO3·Al2(SiO3)3·2SiO2 Ca(Al2Si3O10·3H2O)
2020人教版高中化学必修一第4章第1节无机非金属材料的主角——硅第2课时
第2课时教学设计三维目标知识与技能1.了解硅酸盐的重要用途及组成。
2.了解硅的重要用途，了解硅单质的物理性质。
3.掌握Na2SiO3的化学性质。
过程与方法通过自主学习、探究，培养学生自主学习的能力。
在教师的指导下，通过上网查阅资料培养独立查阅资料的能力。
情感、态度与价值观学习有关“陶瓷”的知识，了解中华民族的传统文化，培养学生爱国主义情感。
通过硅及其化合物重要用途的学习，激发学生学习化学的兴趣。
教学重点硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途教学难点硅晶体结构，硅酸盐的组成教具准备多媒体课件、实物投影仪、烧杯、胶头滴管、酒精灯、火柴、镊子、蒸馏水、Na2SiO3溶液、手机芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂纸、砂轮教学过程导入新课〔多媒体播放课件〕1.驰名世界的中国瓷器：景德镇陶瓷2.举世闻名的万里长城3.世界奇迹——三峡大坝4.世界大都市上海——东方明珠、发展日新月异的浦东新区、深圳特区……5.笔记本电脑，超大规模集成电路芯片推进新课师：刚才我们所观看的幻灯片，从远古的陶瓷、秦砖汉瓦，到现代的摩天大楼，迅速发展的信息产业，无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。
这一切的一切，无一不在影响、改变着我们的生活，这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力！体现了它们重要的用途！师：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。
师：展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中，加入少量的水，搅拌，观察现象。
取少量水泥，加入稀盐酸，观察。
取一玻璃碎片，在酒精灯上灼烧，观察变化。
生：由上述实验及我们的生活常识可以知道：硅酸盐结构很复杂，一般不溶于水，性质也很稳定。
做［实验42］取两片滤纸，分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿，之后，同时分别用镊子夹住放在酒精23生：（1）Na2SiO3是一种钠盐，易溶于水。
（2）Na2SiO3具有一定的黏性，可作黏合剂。
（3）Na2SiO3可作防火剂。
新人教版化学必修1第四章第一节无机非金属材料的主角—硅教案(表格型)
【指导学生】给出知识整理表格及思考题。
周期表中的位置
原子结构示意图
在自然界中的存在
碳
硅
阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片内容，填表完成知识整理，然后思考讨论：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？
【检查小结】（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。（2）存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。
【归纳整理】（1）SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是[SiO4]的正四面体结构。
（2）SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。
SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。
【应用与实践】（1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？（2）有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？
【应用与实践】写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式
学生练习
【自学释疑】结合实验4—1，阅读教材P64最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。
思考回答
【制备方法】
加适量盐酸或通入足量CO2干燥脱水
硅酸钠溶液硅酸溶胶硅胶
用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。
第二课时
【新课导入】通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐
【讨论】二氧化碳具有哪些重要的性质呢？
物理性质：CO2是一种色体，
溶于水，固态CO2俗称。
化学性质：
【思考交流】提示：二氧化硅也是一种酸性氧化物
由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？
人教版高中化学必修1第四单元第一节无机非金属材料的主角-硅教学课件
？
NaOH溶液能与玻璃中的
SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶 塞部分粘结而无法打开。因 此盛装NaOH溶液的试剂瓶不 能用玻璃塞而要用橡胶塞。
人教版高中化学必修一课件
(2) 特性
与氢氟酸HF反应
SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋2H2O
应用： 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？
人教版高中化学必修一课件
人教版高中化学必修一课件
人教版高中化学必修一课件
人教版高体结构
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,组成立体网状的晶体。
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。
人教版高中化学必修一课件
2、物理性质 硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体
熔点高、硬度大
3、化学性质 硅的化学性质不活泼，常温下，与氢 氟酸、氟气、强碱反应。 加热情况下，也能跟一些非金属(Cl2 O2)反应。
人教版高中化学必修一课件
1）、与氟气反应：
Si+2F2==SiF4 2）、与氢氟酸反应： 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 高温 Si+O2==SiO2
① Na2SiO3溶液呈碱性 ②硅酸难溶于水 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3 （胶体）+2NaCl
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一、二氧化硅和硅酸
2020/1/25
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一、二氧化硅和硅酸
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一、二氧化硅和硅酸
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长 石
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一、二氧化硅和硅酸
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一、Байду номын сангаас氧化硅和硅酸
2020/1/25
玛瑙饰品
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光纤视频
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一、二氧化硅和硅酸
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____ 化学稳定性:____通__常__条__件__下__，__很___稳__定____
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硅是一种亲氧元素，在自然 界中主要以氧化物及硅酸盐 的形式存在。
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一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅
（1）存在
水晶
结晶形：石英
硅石（12%）
玛瑙
无定形
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一、二氧化硅和硅酸
石英
水晶
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33
一、二氧化硅和硅酸
知识拓展： 把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，
会有什么现象？
现 象 滴入硫酸有凝胶产生
结论
人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角—硅(第2课时).docx
高中化学学习材料唐玲出品第一节无机非金属材料的主角——硅第2课时硅酸盐和硅单质课堂合作探究问题导学一、硅酸钠的性质活动与探究1取两张滤纸条，分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充分浸透，取出稍沥干后，同时分别放置在酒精灯外焰处，观察现象。
思考与交流阅读课本，讨论硅酸盐材料的广泛用途。
1．Na2SiO3是为数不多的可溶于水的硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
Na2SiO3可由SiO2和NaOH反应制得，也可由Na2CO3和SiO2高温下反应制得。
2．硅酸盐的结构复杂，大多不溶于水，化学性质很稳定。
硅酸盐材料如：陶瓷、水泥、玻璃是使用量最大的无机非金属材料；科学家还制成了一些具有特殊功能的含硅的物质，如碳化硅、硅钢、硅橡胶、人工制造的分子筛等。
二、硅单质活动与探究2阅读课本，总结归纳硅的物理性质和用途。
1．单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅结构与金刚石类似，它是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性、导电性介于导体和绝缘体之间。
常温下硅的化学性质不活泼。
2．硅的用途：良好的半导体材料、硅芯片、制造光电池等。
当堂检测1．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中，错误的是( )A．它是一种矿物胶，既不能燃烧也不易被腐蚀B．在建筑工业上可用做黏合剂C．化学性质稳定，在空气中不易变质D．木材、棉织物浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火2．有关硅的叙述中，正确的是( )A．硅原子既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，在地壳中的含量在所有元素中居第一位C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在D．硅在电子工业中，是最重要的半导体材料3．美国“9·11”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难——石棉污染，使吸入石棉纤维者易患肺癌。
已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为：Ca2Mg x Si y O22(OH)2，x、y的值分别为( )A．8,3 B．5,8C．3,8 D．5,54．下列离子方程式正确的是( )A．水玻璃加盐酸：SiO2－3＋2H＋===H2SiO3(胶体)B．小苏打和烧碱溶液：HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2OC．石灰石溶于盐酸：CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑D．石英溶于NaOH溶液：Si4＋＋2O2－＋2OH－===SiO2－3＋H2O5．下列说法正确的是( )A．SiO2溶于水且显酸性B．SiO2是制造太阳能电池的常用材料C．SiO2是酸性氧化物，它不与任何酸反应D．向硅酸钠溶液中通入CO2气体，有白色凝胶状固体析出6．用线段连接相关材料和用途答案：课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：答案：浸有蒸馏水的滤纸条一段时间后燃烧起来，而浸有Na2SiO3饱和溶液的滤纸条一直没有燃烧。
人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅 课件(共20张PPT)
二氧化硅（ SiO2）的存在
水 晶
结晶形（石英晶体)
硅 石
无定形——硅藻土
玛 瑙
(彩色环带或层状)
硅 藻 土
二氧化硅产品
装饰品 光学仪器
光导纤维 精密仪器轴承 石英手表
耐磨器皿 石英坩埚
制备纯硅
SiO2
碳、硅对比2—— CO2和SiO2结构对比
二氧化硅的晶体结构
Si O
SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶 体。因此，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。 SiO2不是分 子式，而是化学式（晶体中原子个数最简单的整数比）。
A．澄清石灰水通入过量二氧化碳： Ca2+ +2OH- + CO2 =CaCO3↓+H2O
B．硅酸钠溶液中通入足量二氧化碳： SiO32-+2CO2+3H2O=H2SiO3↓+2HCO32-
C．二氧化硅与烧碱溶液反应： SiO2 +2OH-=SiO32-+H2O
D．硅酸与烧碱溶液中和：H+ + OH- = H2O
⑾陶瓷瓶
⑿硅胶干燥剂
碳、硅对比1—— 在元素周期表的位置
碳原子、硅原子结构共同特点： 最外层有4个电子，既不容易失去电子，也不容易 得到电子。
硅的存在形式
硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的， 因此硅都以化合态存在于自然界，主要以氧化物及硅酸盐 的形式存在。 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、约占地壳总量的90%以上。
碳、硅对比3—— CO2和SiO2性质对比
物质
比较项目 物理性质
CO2
常温下为气体 ，熔沸点 低、硬度小、可溶于水
人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角—硅(第1课时)
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作第一节 无机非金属材料的主角——硅第1课时 二氧化硅和硅酸课堂合作探究问题导学一、SiO 2和CO 2的性质比较活动与探究1根据二氧化硅的存在和应用，请与同学讨论分析以下问题：(1)SiO 2具有哪些物理性质？(2)SiO 2的化学稳定性如何？你的根据是什么？思考与交流SiO 2和CO 2的性质有何差异？这些差异是由什么决定的？化学式SiO 2CO 2 晶体类型原子晶体(熔、沸点很高)分子晶体(熔、沸点很低) 化学性质 (1)酸性氧化物可与碱、碱性氧化物反应，但不能溶于水形成硅酸(2)与氢氟酸反应(1)酸性氧化物 ①可与碱、碱性氧化物反应 ②能溶于水形成碳酸 (2)与盐在水溶液中反应 如CO 2＋Na 2CO 3＋H 2O===2NaHCO 3 (3)不与酸反应 制法与用途(1)水晶可用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器和工艺品(2)纯净二氧化硅可制造光导纤维(3)制玻璃、作建筑材料 (1)工业制法 CaCO 3CaO ＋CO 2↑ (2)实验室制法 CaCO 3＋2H ＋===Ca 2＋＋CO 2↑＋H 2O 二、硅酸的性质活动与探究21．如图在试管中加入3～5 mL Na 2SiO 3溶液，加入1～2滴酚酞试液，观察实验现象________________________________________________________________________。
2．用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，现象是_______________________________，原因是_____________________________________________________________________。
3．根据以上实验现象和实验观察，分析盐酸和硅酸酸性的相对强弱：硅酸________盐酸(填“大于”“小于”或“等于”)。
1．硅酸是一种白色的固体，溶解度很小。
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2021/2/6
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二、硅酸盐
Na2SiO3
Na2O·SiO2
CaSiO3
CaO·SiO2
粘土：Al2O3·2SiO2·2H2O
玻璃：Na2O·CaO·6SiO2
水泥： 3CaO·SiO2； 2CaO·SiO2； 3CaO·Al2O3
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三、硅单质
与水
O2
F2
氢氟酸
与NaOH
与CaO
Si
SiO2
不反应
不反应
Si＋O2＝△ SiO2
2SSSii＋i＋＋422HNFF2a＝＝O＋SHSi2F＋iHF4↑H42 2↑O
＝Na2SiO3 ＋2H2↑
不反应 SiO2＋4HF＝＋S2iFH42↑O 2NaNOaH2S＋iOSi3O＋2H＝2O
5
二、硅酸盐
高岭石
Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3·2SiO2·2H2O
2021/2/6
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二、硅酸盐
要领：两边原子个数守恒 格式：金属氧化物、二氧化硅、水 顺序：金属按活动性顺序表
2021/2/6
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二、硅酸盐
钾云母
K(Al3Si3O10)(OH)2
硅酸盐的一般特点： ☆一般不溶于水（除Na、K盐外）化学稳定性高。 ☆种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。 ☆通常用氧化物的形式表示其组成。如Na2SiO3
写成Na2O·SiO2
2021/2/6
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二、硅酸盐
实例
Na2SiO3 Na2O•SiO2
2021/2/6
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2021/2/6
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二、硅酸盐
自然界变化： 硅酸盐岩石→粘土→土壤胶体→吸收NH4 ＋、K＋等营养离子→供生物吸收。
2021/2/6
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10
二、硅酸盐
硅酸盐产品
水泥:以石灰石和黏土为原料
2021/2/6
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二、硅酸盐
玻璃:以纯碱、石灰石和石英为原料 普通玻璃: Na2O·CaO·6SiO2
2021/2/6
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12
二、硅酸盐
陶瓷(China)：以粘土原料
砖瓦(陶瓷)
人面鱼纹盆(陶瓷)
2021/2/6
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二、硅酸盐
其它重要硅化物
SiC 硅钢（4％） 硅橡胶
科学视野： 新型陶瓷
2021/2/6
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三、硅单质
（1）、与氟气反应： Si+2F2==SiF4 （2）、与氢氟酸反应S：i+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
备等。
HF
SiO2
硅酸盐
Na2SiO3、 CaSiO3
二氧化硅是光导纤维 的主要原料，光导纤 维可用作通讯材料和 制造医用内窥镜等
2021/2/6
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三、硅单质
相应练习1
已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下
CaO＋SiO2高＝温CaSiO3
2021/2/6
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20
三、硅单质
归纳 总结
无游离态 硅元素 只有化合态
常温不活泼
Si + F2 Si + HF
Si + NaOH
O2
单质硅
C 高温
加热能与某
些非金属单
质反应（O2、
Cl2）
硅可制造集成路、
太阳能电池等；硅
合金可用来制造变
压器铁芯、耐酸设
△
Si + O2 == SiO2
Si + C ==高温SiC
2021/2/6
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三、硅单质
3、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。
2021/2/6
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三、硅单质
4、硅的工业制法
2021/2/6
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二、硅酸盐
金刚砂
硅钢
2021/2/6
硅橡胶
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生物陶瓷
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三、硅单质
硅有晶体硅和无定形硅两种单质
1.物理性质: 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
2.化学性质:
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。
可收集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过 量的）
解：
Na—1/2H2 23 1/2×22.4 11.5 X
1 X＝ 2 ×22.4×11.5 ＝5.6L
23
Si—2H2 28 2×22.4 4.2 Y
Y=(4.2 ×2 ×22.4)/28=6.72(L) VH2=5.6+6.72=12.32(L)
2021/2/6
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22
三、硅单质
相应练习2
在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热， 也可得到粗硅，反 应的化学方程式为
高温 SiO2+2Mg==2MgO+Si
用蒸馏水浸过 用Na2SiO3饱和溶液浸过
现象
水份蒸发后燃烧
不易燃烧
结论
用水玻璃浸过的物品可以防火
用途： 肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂
2021/2/6
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2
二、硅酸盐
几种硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥，最重要的无机非金属材料。
2021/2/6
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3
二、硅酸盐
Hale Waihona Puke +C SiO2粗硅
高温
+Cl2 高温
SiCl4
精馏+H2 高温
Si
SiO2+2C
高温
==
2CO+Si（粗）
Si(粗)
+
2Cl2
高温
==
SiCl4
生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2 还原
高温
SiCl4 + 2H2 == 4HCl + Si（纯）
注：SiCl4沸点为57.6℃
2021/2/6
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化学 必修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
第2课时
2021/2/6
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二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自 然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一 般都不溶于水，化学性质很稳定。
硅酸钠：水溶液叫水玻璃。 【实验4－2】