《第一节 无机非金属材料的主角——硅》PPT课件

二、二氧化硅
1.二氧化硅的存在 结晶形 硅石(天然) 无定形
水晶
二氧化硅
晶体(石英)
玛瑙
晶 体 二 氧 化 硅
水晶
玛瑙
玛
瑙
无 定 形 二 氧 化 硅
2.二氧化硅的结构
Si O
.
SiO2
原子晶体
Si
O
SiO2是正四面体的空间网状结构，
因此性质很稳定
3.二氧化硅物理性质
坚硬难熔的固体， 熔沸点比较高， 不溶于水， 硬度比较大。
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
硅 芯 片
硅在电子工业中重要作用 在美国旧金山，有个最大的高 科技工业园区，称之为“硅谷”， 它是现代电子工业和计算机发展的 基地。这说明硅在电子工业革命中 起着非常重要作用。 以硅为基础而
制成的晶体管是计算机的心脏。
二氧化硅(SiO2)
硅矿 山
硅石
二氧化硅广泛存 在于自然界中，与其 他矿物共同构成了岩 石。是一种坚硬难熔 的固体。
受热分解
H2SiO3
Leabharlann Baidu
SiO2
无 机 非 金 属 材 料
五、硅酸盐工业
硅 酸 盐 产 品
陶瓷 水泥 玻璃
高温
SiO2+CaO===CaSiO3
特殊性：不能与水反应
不与酸反应（除氢氟酸以外） SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O
玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深 厚的合作关系？
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
练习：1．地壳中含量第一和第二的两种元 素所形成的化合物不具有的性质是 ( B )
正四价（+4价）
4.物理性质 结构类似金刚石，为硬 而脆的灰黑色固体, 熔 点高,硬度大。
5.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
硅太阳能电池
利用硅的半导体 性能，制成光电 池 ，将光能转化 为电能。
6、硅的工业制法 ：
粗硅：
2C+ SiO2=== Si+2CO↑
5．下列表述正确的是（ ） A．人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材 料，主要成分是SiO2 B．在医疗上碳酸钠可用于治疗胃酸过多 C．用于现代通讯的光导纤维的主要成分是 高纯度的硅 D．分散系中分散质粒子的直径：Fe(OH)3 悬浊液＞Fe(OH) 3 胶体＞FeCl3 溶液
6.下列说法正确的是( ) 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)可以得到原硅酸. 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
③二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、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大，
一对光纤上可同时传送3万门电话。
三.硅酸 (H2SiO3)
1、制备: 可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应 Ｐ76实验４－１观察现象并填写下表
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
二、二氧化硅
1.二氧化硅的存在 2.二氧化硅的结构 4.二氧化硅化学性质
.
3.二氧化硅物理性质
SiO2的化学性质（很不活泼）
1.酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐 SiO2＋ CaO == CaSiO3 高温 与强碱反应生成盐和水 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O 硅酸钠 2.特性 与HF的反应 SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋ 2H2O *用途：雕刻玻璃
实验室盛装NaOH溶液 的试剂瓶用橡皮塞而不 用玻璃塞，你知道为什 么吗？
防止玻璃中的SiO2与NaOH 溶液反应生成粘稠的Na2SiO3， 使瓶塞和瓶口粘在一起。
4.二氧化硅化学性质
是酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2 + 2OH— ==SiO3 2-+ H2O
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
第一课时
硅元素(silicon)在地壳中的含量 氢0.16% 其他1.20% 镁2.00% 钾2.47% 钠2.74% 硅26.3% 钙3.45% 铁4.75% 铝7.73% 硅26.3% 氧48.6%
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。
高温
CO2+Na2O= Na2CO3
与酸反应
与碳反应
不反应
高温
SiO2+2C== Si+2CO
CO2+C== 2CO
5、二氧化硅的用途 由于SiO2 具有优良的物理化学性能加 上SiO2 在自然界的广泛存在，因此从 古到今都被人类广泛地应用。
光 学 纤 维 胃 镜
①石 英 制 品
②水晶石英、玛瑙
2.硅酸钠是常见的可溶性硅酸盐之一，俗 称泡花碱；它的水溶液俗称水玻璃，是一 种粘合剂；
[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞] 2HCl + Na2SiO3 + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl H4SiO4
常温分解
1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水
硅酸和二氧化硅的制备： 较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸
一、硅单质 1、存在：没有游离态，只有化合态
2、分布：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。
3、原子结构
思考1：硅原子最外层电子数是多少？ 我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与 它相同？ Si
+14
2 8 4
最外层电子数是4，碳也是。 思考2：碳、硅原子主要显几价？
纯硅： Si+2Cl2====SiCl4
高温
高温
SiCl4+2H2===Si+4HCl
太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU） 硅芯片的使用，使计算机的体积已缩小到笔 记本一样大小了。
大规模集成电路
硅的用途非常广泛，可用来制造集 成电路、晶体管、硅整流器等半导 体器件，还可以制太阳能电池，制 铝合金、铁合金等多种合金。
现象
结论 反应式
滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红 色消失，并有透明胶状物质生成
Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成 了H2SiO3 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl
（1）硅酸的制备
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
7．用纯净的石英砂与烧碱溶液反应可以制 得水玻璃；将二氧化碳通入水玻璃中可制 得透明胶状物。请写出反应的化学方程式 及离子方程式。
3.硅酸钠 （Na2SiO3）
最简单的硅酸盐是硅酸钠 （Na2SiO3）， 其水溶液俗称为水玻璃， 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀， 可用作肥皂填料、木材防火剂等 。
关于硅酸盐说明：
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
第三课时
课堂小测
1．要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最 适宜的试剂是 A．纯碱溶液 B．盐酸 C．硫酸 D．苛性钠溶液 2．在一定条件下，下列物质不能与二氧化 硅反应的是 ①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤浓硝酸 ⑥烧碱溶液 ⑦ 氧化钙 ⑧氮气 A．③⑤⑦⑧ C．⑤⑧ B．⑤⑦⑧ D．⑤
3．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析出 的是 A．①②③④ B．②④ C．①②③ D．②③ 4、 高岭土是制造瓷器的主要原料，其组成 可以表示为Al2Si2Ox(OH)y。其中x、y的数 值分别是 A．7、2 B．5、4 C．6、3 D．3、6
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
( A)
C．水晶 D．石英
3、实验室现提供下列试剂瓶, ①细口磨口塞玻璃瓶 ②广口瓶 ③细口橡皮塞玻璃瓶 ④棕色广口瓶 ⑤细口塑料瓶， 如何存放下列药品?依据是什么? ② a.二氧化硅__b.氢氧化钠溶液 ③ ④ ⑤ c.硝酸银晶体__ d.氢氟酸_ ① e.浓硫酸__
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
（2）硅酸的性质
①物理性质:白色,胶状,不溶于水的物 ②化学性质:弱酸性酸性比碳酸弱.
H2SiO3+2NaOH=2 H2O +Na2SiO3
③不稳定性
H2SiO3===H2O+SiO2 （3）用途：可作干燥剂和催化剂的载体
加热
四、硅酸盐
1.含义：硅酸盐是由硅、氧和金属元素 组成的化合物的总称
硅酸盐结构复杂的固态化合物， 一般都不溶于水。