人教版化学必修一4.1《无机非金属材料的主角——硅(第一课时)二氧化硅和硅酸》上课课件优秀课件
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1
两个推动人类文明的材料
＊最早使用的材料是陶 ＊ 1958年集成电路诞生
？ 核心元
素硅
2
第一节 无机非金属材料的主角——硅
一、硅元素在自然界的存在和含量
1、地壳中的含量 仅次于氧
2、存在 岩石、沙子、土壤
3、存在形式 化合态：硅的氧化物和 硅酸盐 无游离态的硅
二、硅原子的结构
思考与交流
1、画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化 学性质为什么不活泼？硅的化合价主要是多少？
石英晶体是结晶的二氧化硅，石英 具有彩色环状或层状的称为玛瑙。
玛瑙
玛瑙
石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶
水晶
紫水晶 茶晶
黄水晶
蔷薇石英
四、硅酸
思考与讨论3:二氧化硅难溶于水，如何制得硅酸？
1、制法
滴入酚 Na2SiO3溶液呈 酞溶液呈 碱性，生成的
红色，滴 硅酸可聚合形
入盐酸有 成胶体溶液，
2、在自然界中有大量游离态的碳，但却没有硅，这说 明了什么？
易S得i原电C子子最,所+外6以层,2硅有4的四化个学主 氧 式电要 化 存性子形 物 在质,成 二 于既不石 氧 大不活灰 化 气易岩碳中泼失和通。。电碳常自主酸以然子要盐分界,也；子中形不其形有
成四价的化合物。 稳定的单质
Si +14 2 8 4
1.下列说法正确的是( B ) 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
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 )
A (1)(2)(3)(4) B(2)(4)
C(1) (2)(3)
D(2)(3)
作业：
1、本节前置作业的提升题 2、预习下节内容 3、前置作业：练习册第二节基础部分
1 、想急于得到所需的东西，一时冲动，草率行事，就会身遭不幸。遇事时要多动脑，多思考，才能成功。 13 、一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。 15 、是战士就应该奋勇杀敌，是勇士就应该无所畏惧，要成功就得努力，去拼搏才能胜利，这里是你们驰骋的天地，勇士们，擦亮你们的眼 睛，亮出你们的宝剑，活出属于你们的精彩吧! 6 、我相信，无论今后的道路多么坎坷，只要抓住今天，迟早会在奋斗中尝到人生的甘甜。抓住人生中的一分一秒，胜过虚度中的一月一年! 3 、乐观是失意后的坦然，乐观是平淡中的自信，乐观是挫折后的不屈，乐观是困苦艰难中的从容。谁拥有乐观，谁就拥有了透视人生的眼睛
思考与讨论反2:应实验室盛装Na3O+HH2溶O液的试剂瓶为什么
用橡胶塞而不用玻璃塞？
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。
5、用途
光学仪器
石英手表
石英坩埚
光导纤维
耐磨器皿 精密仪器轴承
装饰品
光
学
思考与讨论1: SiO2是不是两高性温 氧化物？ ③ 弱氧化性 SiO2+2C = Si+2CO↑
与H2O反
CO2+H2O =
应与CaO反
HC2OC2O+3CaO =
与应NaOH
CO2C+a2CNOa3OH=Na2C
反与应H2O反
O3+不H反2O应
与应CaO反
SiO2+CaO 高温
与应NaOH
SiOC2a+S2iON3aOH=Na2SiO
高温
SiO2+2C = Si+2CO↑ 制备：可溶性的硅酸盐与酸的反应
如： Na2SiO3+ 2HCl=2NaCl+H2SiO3 弱酸性：酸性比碳酸还弱
Na2SiO3+ H2O +CO2=Na2CO3 +H2SiO3 ↓
化学性质： H2SiO3 +2 NaOH = Na2SiO3 +2 H2O
用途
不稳定：H2SiO3=SiO2 +H2O 脱水形成“硅胶”
纤
光导纤维手术头灯
维
用胃
光镜
导
Baidu Nhomakorabea
SiO2
纤 维
做
无
开
刀
术
二氧化硅用来制光导纤维
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。 制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于 通讯、传感、测量、医疗、信息处理、遥测遥控等，光纤 通讯的优点就是通信容量大抗干扰性能好，不发生辐射， 质量轻、耐腐蚀， 一对光纤上可同时传送3万门电话。
③ 不稳定性：
H2SiO3 ＝△ SiO2 + H2O ④ 脱水形成“硅胶”
3、用途（硅胶）
干燥剂 吸附剂 催化剂的载体
小结： 二氧化硅
存在： 物理性质 结构
性质
SiO2+CaO高温= CaSiO3
硅酸
用途 化学性质 SiO2+ NaOH= Na2SiO3+ H2O
SiO2+ 4HF =SiF4 + H2O
透明的硅 浓度增大时形
酸凝胶产 成软而透明的
生
硅酸凝胶。
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl
2、性质 ① 白色胶状固体，难溶于水 ② 弱酸性：不能使指示剂变色（酸性 H2SiO3 < H2CO3）
思考与讨论4:如何设计实验证明二者酸性强弱？
Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓+ Na2CO3
A 加水,过滤 B 加热
C 加盐酸,过滤 D 加NaOH溶液,过滤
一、二氧化硅和硅酸
6、实验室有几种试剂，根据它们各自的性质， 选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂 瓶和所装试剂之间进行连线。
试剂
试剂瓶
二氧化硅
细口瓶，磨口塞
氢氧化钠溶液
广口瓶
氢氟酸
细口塑料瓶
浓硫酸
细口瓶，橡皮塞
7.将过量的CO2分别通入(1)CaCl2溶液 (2)Na2SiO3溶液(3)Ca(OH)2溶液(4)饱和 Na2CO3溶液.最终溶液中有白色沉淀的是 (B)
A.浓硫酸 B.水玻璃 C.氢氟酸 D 苛性钠
3.下列物质中能跟SiO2发生反应的是( D ) A 盐酸 B 硝酸 C 硫酸 D 烧碱溶液
4.光纤通讯是光作为信息的载体,让光 在光导纤维中传输,制造光导纤维的基 本原料是( C ) A 铜 B 钢 C 石英 D 铝
5.除去二氧化硅固体中混有的CaCO3 固体,方法正确的是( C )
是一种亲氧元素，主要以熔点 很高的氧化物及硅酸盐的形式 存在。
三、二氧化硅
1、存在 硅石（结晶形、无定形）：石英、水晶、玛瑙、硅藻土
2、结构
Si
四面体的空间网状结构 3、物理性质
O
难溶于水，熔点高，硬度大 4、化学性质
约180°
① 酸性氧化物（类比CO2） ② 特性（与HF酸反应）
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
两个推动人类文明的材料
＊最早使用的材料是陶 ＊ 1958年集成电路诞生
？ 核心元
素硅
2
第一节 无机非金属材料的主角——硅
一、硅元素在自然界的存在和含量
1、地壳中的含量 仅次于氧
2、存在 岩石、沙子、土壤
3、存在形式 化合态：硅的氧化物和 硅酸盐 无游离态的硅
二、硅原子的结构
思考与交流
1、画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化 学性质为什么不活泼？硅的化合价主要是多少？
石英晶体是结晶的二氧化硅，石英 具有彩色环状或层状的称为玛瑙。
玛瑙
玛瑙
石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶
水晶
紫水晶 茶晶
黄水晶
蔷薇石英
四、硅酸
思考与讨论3:二氧化硅难溶于水，如何制得硅酸？
1、制法
滴入酚 Na2SiO3溶液呈 酞溶液呈 碱性，生成的
红色，滴 硅酸可聚合形
入盐酸有 成胶体溶液，
2、在自然界中有大量游离态的碳，但却没有硅，这说 明了什么？
易S得i原电C子子最,所+外6以层,2硅有4的四化个学主 氧 式电要 化 存性子形 物 在质,成 二 于既不石 氧 大不活灰 化 气易岩碳中泼失和通。。电碳常自主酸以然子要盐分界,也；子中形不其形有
成四价的化合物。 稳定的单质
Si +14 2 8 4
1.下列说法正确的是( B ) 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
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 )
A (1)(2)(3)(4) B(2)(4)
C(1) (2)(3)
D(2)(3)
作业：
1、本节前置作业的提升题 2、预习下节内容 3、前置作业：练习册第二节基础部分
1 、想急于得到所需的东西，一时冲动，草率行事，就会身遭不幸。遇事时要多动脑，多思考，才能成功。 13 、一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。 15 、是战士就应该奋勇杀敌，是勇士就应该无所畏惧，要成功就得努力，去拼搏才能胜利，这里是你们驰骋的天地，勇士们，擦亮你们的眼 睛，亮出你们的宝剑，活出属于你们的精彩吧! 6 、我相信，无论今后的道路多么坎坷，只要抓住今天，迟早会在奋斗中尝到人生的甘甜。抓住人生中的一分一秒，胜过虚度中的一月一年! 3 、乐观是失意后的坦然，乐观是平淡中的自信，乐观是挫折后的不屈，乐观是困苦艰难中的从容。谁拥有乐观，谁就拥有了透视人生的眼睛
思考与讨论反2:应实验室盛装Na3O+HH2溶O液的试剂瓶为什么
用橡胶塞而不用玻璃塞？
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。
5、用途
光学仪器
石英手表
石英坩埚
光导纤维
耐磨器皿 精密仪器轴承
装饰品
光
学
思考与讨论1: SiO2是不是两高性温 氧化物？ ③ 弱氧化性 SiO2+2C = Si+2CO↑
与H2O反
CO2+H2O =
应与CaO反
HC2OC2O+3CaO =
与应NaOH
CO2C+a2CNOa3OH=Na2C
反与应H2O反
O3+不H反2O应
与应CaO反
SiO2+CaO 高温
与应NaOH
SiOC2a+S2iON3aOH=Na2SiO
高温
SiO2+2C = Si+2CO↑ 制备：可溶性的硅酸盐与酸的反应
如： Na2SiO3+ 2HCl=2NaCl+H2SiO3 弱酸性：酸性比碳酸还弱
Na2SiO3+ H2O +CO2=Na2CO3 +H2SiO3 ↓
化学性质： H2SiO3 +2 NaOH = Na2SiO3 +2 H2O
用途
不稳定：H2SiO3=SiO2 +H2O 脱水形成“硅胶”
纤
光导纤维手术头灯
维
用胃
光镜
导
Baidu Nhomakorabea
SiO2
纤 维
做
无
开
刀
术
二氧化硅用来制光导纤维
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。 制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于 通讯、传感、测量、医疗、信息处理、遥测遥控等，光纤 通讯的优点就是通信容量大抗干扰性能好，不发生辐射， 质量轻、耐腐蚀， 一对光纤上可同时传送3万门电话。
③ 不稳定性：
H2SiO3 ＝△ SiO2 + H2O ④ 脱水形成“硅胶”
3、用途（硅胶）
干燥剂 吸附剂 催化剂的载体
小结： 二氧化硅
存在： 物理性质 结构
性质
SiO2+CaO高温= CaSiO3
硅酸
用途 化学性质 SiO2+ NaOH= Na2SiO3+ H2O
SiO2+ 4HF =SiF4 + H2O
透明的硅 浓度增大时形
酸凝胶产 成软而透明的
生
硅酸凝胶。
Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl
2、性质 ① 白色胶状固体，难溶于水 ② 弱酸性：不能使指示剂变色（酸性 H2SiO3 < H2CO3）
思考与讨论4:如何设计实验证明二者酸性强弱？
Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓+ Na2CO3
A 加水,过滤 B 加热
C 加盐酸,过滤 D 加NaOH溶液,过滤
一、二氧化硅和硅酸
6、实验室有几种试剂，根据它们各自的性质， 选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂 瓶和所装试剂之间进行连线。
试剂
试剂瓶
二氧化硅
细口瓶，磨口塞
氢氧化钠溶液
广口瓶
氢氟酸
细口塑料瓶
浓硫酸
细口瓶，橡皮塞
7.将过量的CO2分别通入(1)CaCl2溶液 (2)Na2SiO3溶液(3)Ca(OH)2溶液(4)饱和 Na2CO3溶液.最终溶液中有白色沉淀的是 (B)
A.浓硫酸 B.水玻璃 C.氢氟酸 D 苛性钠
3.下列物质中能跟SiO2发生反应的是( D ) A 盐酸 B 硝酸 C 硫酸 D 烧碱溶液
4.光纤通讯是光作为信息的载体,让光 在光导纤维中传输,制造光导纤维的基 本原料是( C ) A 铜 B 钢 C 石英 D 铝
5.除去二氧化硅固体中混有的CaCO3 固体,方法正确的是( C )
是一种亲氧元素，主要以熔点 很高的氧化物及硅酸盐的形式 存在。
三、二氧化硅
1、存在 硅石（结晶形、无定形）：石英、水晶、玛瑙、硅藻土
2、结构
Si
四面体的空间网状结构 3、物理性质
O
难溶于水，熔点高，硬度大 4、化学性质
约180°
① 酸性氧化物（类比CO2） ② 特性（与HF酸反应）
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O