四川省昭觉中学高中化学人教版必修1课件：4.1硅(1)
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（一）硅在自然界的存在与物理性质 硅在地壳中的含量仅次于氧；在自然界中无游离态的硅； 单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体， 熔沸点高、硬度大。 （熔沸点 ： 金刚石＞硅） 是良好的半导体。
（二）硅的化学性质
硅的许多化学性质与碳相似，常温下较稳定，不与O2、Cl2、 硫酸、硝酸等反应。加热时，能与O2、Cl2等反应 常温下与强碱反应
都属于酸性氧化物
CO2 ＋ CaO＝CaCO3 CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O
CaO＋SiO2
高温
CaSiO3
学科网
SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O
不反应
CO2 ＋ H2O＝H2CO3
特性：
①不能与水反应生成硅酸。 ②能与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
a、Na2SiO3溶液呈碱性； b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀 硅酸。 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
思考: 分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中 有何现象? Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
工业上制玻璃的原理
高温
传统硅酸盐陶瓷：
具有特殊功能的含硅物质： ①、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。 ②、硅 钢 （铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。
③硅橡胶
(最好的既耐高温又耐 低温的橡胶)
④分子筛
学科网
（具有均匀微孔结构
的铝硅酸盐。）
三. 硅单质(晶体硅是良好的半导体材料)
+4
氧化物 硅酸盐
主要存在形式
Si无单质状态
（1） 硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子， 所以硅和碳主要形成四价化合物。
（2）碳和硅都是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。
碳的单质
石墨 硅的氧化物及硅酸盐
金刚石
C60
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2 ）
（1）存在 存在：石英、水晶、玛瑙、沙子等无定形二氧化硅 科学视野 （2）二氧化硅的结构 教材P75 （3）二氧化硅的用途
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 （制备木材防火剂的原料）
科学视野
硅酸盐的丰富性和多样性（阅读教材）
4.硅酸盐材料
阅读教材P78 ，填写下列表格
原料 陶瓷 玻璃 水泥
黏土 纯碱、石灰石、石英 石灰石、黏土、石膏
高温
设备
玻璃窑 水泥回转窑
CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2
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
Zx.xk
核心元 素
硅 ？
第一节 无机非金属材料的主角─ ─硅
从原子结构认识硅 教材P74
碳（C）
原子结构示意图 主要化合价
Z.x.x. K
硅（Si）
+14 2 8 4
+6 2 4
+2 、+4
石灰岩 碳酸盐 碳的氧化物 C有单质状态
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
（了解） 加热时，能与O2、Cl2等反应
Si + O2 == SiO2 （三）硅的工业制法
※
△
Si + 2Cl2 == SiCl4
SiO2 + 2C = Si + 2CO↑
△
高温下，用碳还原二氧化硅制得粗硅
C 过量，还可能生成SiC (金刚砂）
讨论：要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂
是( B )
A.纯碱溶液
B. 盐酸
C.硫酸
D.苛性钠溶液
2、硅酸（H2SiO3）
H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是 一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。 （1） 制取 (较强酸制较弱酸) 滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由 红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生。
高温
SiO2 + 3C == SiC + 2CO↑
了解：粗硅提纯
Si + 2Cl2 == SiCl4 SiCl4 + 2H2 == Si+ 4HCl
△
△
（四）硅的用途 大规模集成电路 太阳能电池
硅芯片
讨论1：下列叙述正确的是（
高温
）
A. CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似 B. 因为CaCO3+SiO2 ==== CaSiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性 比碳酸强 C. CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂
D. SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅
属于两性氧化物
讨论2：下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选 项是（ ）
讨论3： B
水晶 自然界 中的 SiO2 石英
学科网
玛瑙 石英砂
天 然 水 晶
பைடு நூலகம்
天然玛瑙
石英研钵
坩埚
饰物、工艺品
光导纤维
光 学 纤 维 胃 镜
1、根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题: SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何? 2、回忆CO2的化学性质，尝试推断SiO2化学性质?
（4）物理性质 是一种坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。
（5）化学性质
二氧化碳 CO2
物质类别 与碱性氧 化物反应 与碱反应 与水反应
二氧化硅 SiO2
④ 饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的
是( B )
A．①②③④
B．②④
C．①②③
D．②③
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 1、存在：地壳岩石的主要成分 2、表示方式：用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 3、大多数硅酸盐都难溶于水，常见易溶于水：硅酸钠。
Na2SiO3俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃。水玻璃为无色粘稠液体， 是一种矿物胶，用作粘合剂，也可用作耐火材料及防腐剂。 [实验4-2] 放入蒸馏水 现象 结论 当水分蒸发后燃烧 放入Na2SiO3饱和溶液 当水分蒸发后不易燃烧
（2）化学性质 硅酸是不溶于水的极弱酸，酸性弱于碳酸，不能使酸碱 指示剂变色。
H2SiO3 + 2NaOH= Na2SiO3 + 2H2O Δ H2SiO3== SiO2 + H2O
（3）用途 “硅胶”常用做干燥剂。
也可用做催化剂的载体。
干燥硅胶
湿硅胶
硅胶干燥剂
讨论：将过量的CO2分别通入： ① CaCl2溶液； ② Na2SiO3溶液； ③ Ca(OH)2溶液；
晶体硅：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体， 熔沸点高、硬度大。 （熔沸点 ： 金刚石＞硅） 是良好的半导体。
（二）硅的化学性质
硅的许多化学性质与碳相似，常温下较稳定，不与O2、Cl2、 硫酸、硝酸等反应。加热时，能与O2、Cl2等反应 常温下与强碱反应
都属于酸性氧化物
CO2 ＋ CaO＝CaCO3 CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O
CaO＋SiO2
高温
CaSiO3
学科网
SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O
不反应
CO2 ＋ H2O＝H2CO3
特性：
①不能与水反应生成硅酸。 ②能与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
a、Na2SiO3溶液呈碱性； b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀 硅酸。 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
思考: 分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中 有何现象? Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
工业上制玻璃的原理
高温
传统硅酸盐陶瓷：
具有特殊功能的含硅物质： ①、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。 ②、硅 钢 （铁合金）导磁性良好， 用作变压器铁芯。
③硅橡胶
(最好的既耐高温又耐 低温的橡胶)
④分子筛
学科网
（具有均匀微孔结构
的铝硅酸盐。）
三. 硅单质(晶体硅是良好的半导体材料)
+4
氧化物 硅酸盐
主要存在形式
Si无单质状态
（1） 硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子， 所以硅和碳主要形成四价化合物。
（2）碳和硅都是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。
碳的单质
石墨 硅的氧化物及硅酸盐
金刚石
C60
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2 ）
（1）存在 存在：石英、水晶、玛瑙、沙子等无定形二氧化硅 科学视野 （2）二氧化硅的结构 教材P75 （3）二氧化硅的用途
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 （制备木材防火剂的原料）
科学视野
硅酸盐的丰富性和多样性（阅读教材）
4.硅酸盐材料
阅读教材P78 ，填写下列表格
原料 陶瓷 玻璃 水泥
黏土 纯碱、石灰石、石英 石灰石、黏土、石膏
高温
设备
玻璃窑 水泥回转窑
CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2
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
Zx.xk
核心元 素
硅 ？
第一节 无机非金属材料的主角─ ─硅
从原子结构认识硅 教材P74
碳（C）
原子结构示意图 主要化合价
Z.x.x. K
硅（Si）
+14 2 8 4
+6 2 4
+2 、+4
石灰岩 碳酸盐 碳的氧化物 C有单质状态
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
（了解） 加热时，能与O2、Cl2等反应
Si + O2 == SiO2 （三）硅的工业制法
※
△
Si + 2Cl2 == SiCl4
SiO2 + 2C = Si + 2CO↑
△
高温下，用碳还原二氧化硅制得粗硅
C 过量，还可能生成SiC (金刚砂）
讨论：要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂
是( B )
A.纯碱溶液
B. 盐酸
C.硫酸
D.苛性钠溶液
2、硅酸（H2SiO3）
H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是 一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。 （1） 制取 (较强酸制较弱酸) 滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由 红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生。
高温
SiO2 + 3C == SiC + 2CO↑
了解：粗硅提纯
Si + 2Cl2 == SiCl4 SiCl4 + 2H2 == Si+ 4HCl
△
△
（四）硅的用途 大规模集成电路 太阳能电池
硅芯片
讨论1：下列叙述正确的是（
高温
）
A. CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似 B. 因为CaCO3+SiO2 ==== CaSiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性 比碳酸强 C. CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂
D. SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅
属于两性氧化物
讨论2：下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选 项是（ ）
讨论3： B
水晶 自然界 中的 SiO2 石英
学科网
玛瑙 石英砂
天 然 水 晶
பைடு நூலகம்
天然玛瑙
石英研钵
坩埚
饰物、工艺品
光导纤维
光 学 纤 维 胃 镜
1、根据SiO2的存在和用途,请你分析以下问题: SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何? 2、回忆CO2的化学性质，尝试推断SiO2化学性质?
（4）物理性质 是一种坚硬难熔的固体，不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。
（5）化学性质
二氧化碳 CO2
物质类别 与碱性氧 化物反应 与碱反应 与水反应
二氧化硅 SiO2
④ 饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的
是( B )
A．①②③④
B．②④
C．①②③
D．②③
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 1、存在：地壳岩石的主要成分 2、表示方式：用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 3、大多数硅酸盐都难溶于水，常见易溶于水：硅酸钠。
Na2SiO3俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃。水玻璃为无色粘稠液体， 是一种矿物胶，用作粘合剂，也可用作耐火材料及防腐剂。 [实验4-2] 放入蒸馏水 现象 结论 当水分蒸发后燃烧 放入Na2SiO3饱和溶液 当水分蒸发后不易燃烧
（2）化学性质 硅酸是不溶于水的极弱酸，酸性弱于碳酸，不能使酸碱 指示剂变色。
H2SiO3 + 2NaOH= Na2SiO3 + 2H2O Δ H2SiO3== SiO2 + H2O
（3）用途 “硅胶”常用做干燥剂。
也可用做催化剂的载体。
干燥硅胶
湿硅胶
硅胶干燥剂
讨论：将过量的CO2分别通入： ① CaCl2溶液； ② Na2SiO3溶液； ③ Ca(OH)2溶液；