高一化学-无机非金属材料的主角——硅-ppt课件.ppt

学习目标：学习目标：1、了解二氧化硅及硅酸的性质与应用、了解二氧化硅及硅酸的性质与应用2、认识物质间既有相似性，又有各自的特性、认识物质间既有相似性，又有各自的特性 重点：重点： 二氧化硅的性质和硅酸的制备二氧化硅的性质和硅酸的制备难点：难点： 二氧化硅的结构二氧化硅的结构价值价值5元的沙子元的沙子SiO2Si点沙成金价值价值5000元的芯片元的芯片无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角——硅硅（第一课时）（第一课时）地球生物生存的根基地球生物生存的根基——空气、水、阳、空气、水、阳、 硅酸盐硅酸盐说文解字说文解字硅硅广泛存在于岩石、土壤、沙子中，是硅广泛存在于岩石、土壤、沙子中，是构成地壳的重要元素构成地壳的重要元素秦砖汉瓦秦砖汉瓦秦始皇陵兵马俑秦始皇陵兵马俑瓷器是中国最伟大的创造之一瓷器是中国最伟大的创造之一美丽的玻璃雕花艺术美丽的玻璃雕花艺术水水晶晶玛瑙玛瑙现现代代建建筑筑离离不不开开玻玻璃璃的的装装饰饰和和采采光光东方明珠东方明珠为什么是主角呢？为什么是主角呢？含量高，仅次于氧含量高，仅次于氧 用途广泛用途广泛核心元素？？硅硅““豪门二杰豪门二杰””C、、Si 的原子结构示意图。

的原子结构示意图14+6CSil 硅原子既硅原子既不易失去又不易得到电子不易失去又不易得到电子，主要形成，主要形成四价四价的化合物的化合物l碳和硅都是碳和硅都是亲氧元素亲氧元素, ,但是但是硅的亲氧能力更强硅的亲氧能力更强l 存在：没有游离态，存在：没有游离态，只有化合态只有化合态——二氧化硅、二氧化硅、硅酸盐结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形——硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙一、一、 二氧化硅二氧化硅（（ SiO2 ））1 1、存在、存在: :硅石硅石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分是自然界中沙子、石英的主要成分天天然然二氧化硅二氧化硅叫硅石叫硅石；；结晶的结晶的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英固体固体熔点高熔点高难溶于水难溶于水硬度大硬度大联想联想-------沙子沙子思考与交流思考与交流二氧化硅具有哪些物理性质二氧化硅具有哪些物理性质? ? SiOSiO2 2的这些性的这些性质是由什么决定的？质是由什么决定的？2 2、物理性质、物理性质二氧化碳二氧化碳COCO2 2 二氧化硅二氧化硅SiOSiO2 2状状 态态硬硬 度度水溶性水溶性熔沸点熔沸点气气 态态固态固态很小很小很大很大可溶于水可溶于水难溶于水难溶于水很很 低低很很 高高物理性质物理性质: :（与（与COCO2 2 作比较）作比较）思考交流：为什么思考交流：为什么SiO2和和CO2的物理的物理性质差异很大？性质差异很大？硅原子硅原子—— 二氧化硅中没有单个分子，用二氧化硅中没有单个分子，用SiO2来表示二氧化硅的组成来表示二氧化硅的组成, 表示表示Si与与O的原子的原子个数比个数比为为1:2,所以不是分子式而是所以不是分子式而是化学式化学式。

[SiO[SiO4 4] ]四面体结构四面体结构立体网状结立体网状结构决定了构决定了SiOSiO2 2具有优良具有优良的物理和化的物理和化学性质学性质3 3、结构、结构二氧化碳二氧化碳 CO2二氧化硅二氧化硅 SiO2C+CO2==2CO SiO2+2C==Si+2CO ↑ 不反应不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCO2+H2O=H2CO3不反应不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO 高温高温CaSiO3弱氧化性：弱氧化性：与与C反应反应特性：与酸反应特性：与酸反应酸酸性性氧氧化化物物与水反应与水反应与与NaOH反应反应与与CaO反应反应4、、SiO2化学性质化学性质（与（与CO2比较）比较） 高温高温高温高温思考思考：为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸：为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸? ? 那用什么瓶保存那用什么瓶保存? ?为什么能用氢氟酸来刻为什么能用氢氟酸来刻蚀玻璃？蚀玻璃？原因：原因：玻璃中含有玻璃中含有SiO2会与会与HF反应生成反应生成SiF4 用用塑料瓶塑料瓶盛装氢氟酸。

盛装氢氟酸SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O用氢氟酸用氢氟酸“刻刻”出的玻璃工艺品出的玻璃工艺品 思考：思考： 实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用溶液的试剂瓶用橡橡皮塞皮塞而不用玻璃塞，你知而不用玻璃塞，你知道为什么吗？道为什么吗？ 原因：原因： 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2与与NaOH溶液溶液反应生成粘稠的反应生成粘稠的Na2SiO3 ，使瓶塞和瓶口粘，使瓶塞和瓶口粘在一起在一起 （（ SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ）） 加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ））A.石英坩埚石英坩埚 B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.铁坩埚铁坩埚 D.氧化铝坩埚氧化铝坩埚C解释：石英坩埚、玻璃坩埚中均含有解释：石英坩埚、玻璃坩埚中均含有SiOSiO2 2，在加，在加热的情况下会与热的情况下会与NaOHNaOH发生反应：发生反应：SiOSiO2 2＋＋2NaOH 2NaOH NaNa2 2SiOSiO3 3＋＋H H2 2O O，因此应当选用铁坩埚。

因此应当选用铁坩埚 5 5、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途二氧化硅二氧化硅石英玻璃石英玻璃玛瑙首饰玛瑙首饰石英手表石英手表石英钟石英钟高级工艺品高级工艺品眼镜眼镜精密仪器轴承精密仪器轴承光导纤维光导纤维玛瑙玛瑙思考：思考： CO2＋＋H2O＝＝H2CO3 ，但是，但是SiO2不能与水直接化合成不能与水直接化合成H2SiO3那怎样制备那怎样制备H2SiO3呢？呢？ 硅酸是一种怎样的物质呢硅酸是一种怎样的物质呢？？二、硅酸二、硅酸(H2SiO3) 实验实验4-1:向向饱和饱和Na2SiO3溶液中溶液中,滴入滴入酚酞酚酞,再滴入再滴入稀盐酸稀盐酸.现象现象结论结论方程式方程式 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色，滴，滴入盐酸有入盐酸有透明的硅酸凝胶透明的硅酸凝胶产生产生 Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水呈碱性，硅酸难溶于水Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）（胶体）+2NaClØ生成成的的硅硅酸酸逐逐渐渐聚聚合合而而形形成成硅硅酸酸溶溶胶胶（（能能流流动动）），，当当硅硅酸酸的的浓浓度度较较大大时时，，就就会会形形成成硅硅酸酸凝凝胶胶（（不不能能流流动动）），，硅硅酸酸凝凝胶胶经经过过干干燥燥脱脱水水就就形形成成硅硅胶胶。

硅硅胶胶的的基基本本成份是二氧化硅成份是二氧化硅)Ø硅胶硅胶的用途：的用途：干燥剂（吸水），干燥剂（吸水），吸附剂（多孔），吸附剂（多孔），催化剂的载体催化剂的载体小结：小结：硅酸（硅酸（H2SiO3)（（1））硅酸硅酸制取：制取：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓白色胶状白色胶状强酸制弱酸（（2））硅酸硅酸性质：性质：①① 白色胶状，难溶白色胶状，难溶②② 弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 < H2CO3））③③ 脱水形成脱水形成硅胶硅胶Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3（用作干燥剂）（用作干燥剂）原原理理练练习习1为确认为确认HCl、、H2CO3、、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可图所示的装置，一次实验即可达到目的达到目的(不必选其他酸性物质不必选其他酸性物质)请据此回答：请据此回答：思考：直接将A中产生的二氧化碳通入到C中的硅酸钠溶中，能否证明H2CO3强于强于H2SiO3？？盐酸盐酸饱和饱和NaHCO3溶液溶液吸收吸收HCl气体气体Na2SiO3溶液溶液HClH2CO3H2SiO3本节小结本节小结1、、学习了非金属元素学习了非金属元素硅硅的重要化合物的重要化合物 二氧化硅和硅酸。

二氧化硅和硅酸2、、学习了二氧化硅的重要学习了二氧化硅的重要性质及硅酸的制备性质及硅酸的制备作作 业业：： 练习册同步训练练习册同步训练1写出下列的化学方程式：写出下列的化学方程式：１、二氧化硅和氢氟酸反应１、二氧化硅和氢氟酸反应2、二氧化硅和氧化钙反应、二氧化硅和氧化钙反应3、二氧化硅和氢氧化钠溶液、二氧化硅和氢氧化钠溶液4、实验室制取硅酸、实验室制取硅酸5、二氧化碳通入氢氧化钠溶液、二氧化碳通入氢氧化钠溶液SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+CaO=高温高温=CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaClCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。