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1、关于无机非金属材料的主角关于无机非金属材料的主角硅硅第一张,PPT共四十一页,创作于2022年6月无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅二氧化硅和硅酸二氧化硅和硅酸第二张,PPT共四十一页,创作于2022年6月 我们生存的地球,组成它坚硬我们生存的地球,组成它坚硬的地壳的物质有哪些?的地壳的物质有哪些?岩石、沙子、土壤的主要成分是硅的氧化物及硅酸盐。岩石、沙子、土壤第三张,PPT共四十一页,创作于2022年6月一、硅在地壳中的含量一、硅在地壳中的含量 2.自然界硅元素主要存在于:岩石、沙子和土壤 1.地壳中的含量地壳中的含量:仅次于氧,排在第二位仅次于氧,排在第二位.第四张,PPT共四十
2、一页,创作于2022年6月硅在元素周期表中的位置硅在元素周期表中的位置研究硅元素 可别忘了我第五张,PPT共四十一页,创作于2022年6月碳和硅的比较原子结构相似点不同点 最外层电子数都是4个电子,原子既不容易失电子也不容易得到电子.主要形成四价(+4价)的化合物。碳是构成有机物的主要元素硅是构成岩石与许多矿物的主要元素【思考】碳、硅在自然存在形式有什么不同?第六张,PPT共四十一页,创作于2022年6月硅的存在状态硅的存在状态 碳的存在形式:3.自然界硅存在的形态:硅在自然界无单质状态 只有化合态:如硅的氧化物和硅酸盐 硅的存在形式:因为硅的亲氧能力比碳更强,在自然界中总是与氧相互化合的,主
3、要以SiO2及硅酸盐形式存在。单质、氧化物(CO2)、碳酸盐氧化物(SiO2)、硅酸盐第七张,PPT共四十一页,创作于2022年6月一、二氧化硅一、二氧化硅无色透明无定形(硅藻土)结晶形(石英)地球上存在的天然二氧化硅称为(统称为)硅石硅石彩色环带或层状水晶玛瑙存在形态 P74沙子第八张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v结构结构 立体网状结构(了解,不要求)立体网状结构(了解,不要求)一、二氧化硅(一、二氧化硅(SiO2)SiO4四面体结构SiO2(化学式)立体网状结构决定了 具有优良的物理和化学性质OSi可见Si、O个数比为1:2第九张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v二氧化
4、硅的用途二氧化硅的用途一、二氧化硅一、二氧化硅基本的建筑材料、装饰品、坩埚、光导纤维等石英制品玛瑙制品光导纤维第十张,PPT共四十一页,创作于2022年6月水晶制品第十一张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v物理性质(硬度、熔点、水溶性)物理性质(硬度、熔点、水溶性)v化学性质化学性质一、二氧化硅一、二氧化硅硬度大、熔点高、不溶于水1.类别:与强碱反应生成盐和水与碱性氧化物反应生成盐 SiO2+2 NaOHNa2SiO3(有粘性)+H2OSiO2 +CaO CaSiO3 高温酸性氧化物具有酸性氧化物的通性第十二张,PPT共四十一页,创作于2022年6月一、二氧化硅一、二氧化硅此反应常用于
5、雕刻玻璃2.特性与氢氟酸HF反应 SiO2+4HFSiF4+2H2O思考:SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,能否推断SiO2为两性氧化物?SiO2+2C高温3.在高温下能与还原剂反应,表现弱氧化性Si+2CO SiO2虽然能与HF发生反应,但是生成的氟化硅不是盐,而且HF是唯一能与之发生反应的酸,所以二氧化硅不属于两性氧化物第十三张,PPT共四十一页,创作于2022年6月思考与交流思考与交流v实验室盛装实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞?用玻璃塞?v实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?一、二氧化硅一、二氧
6、化硅 HF能腐蚀玻璃,因此,盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成粘性的Na2SiO3,使瓶塞与瓶口粘合无法打开。第十四张,PPT共四十一页,创作于2022年6月【小结小结】二氧化硅的性质二氧化硅的性质 二氧化碳 CO2二氧化硅 SiO2 状 态 气 态 固 态熔点、沸点很低熔点高,硬度大水 溶 性 微溶于水 不溶于水化学性质与 酸 用 途人工降雨,灭火,饮料装饰、石英坩埚、光纤与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不 能能与强碱反应能与氢氟酸反应高温SiO2 CaO
7、=CaSiO3第十五张,PPT共四十一页,创作于2022年6月练习练习v下列叙述正确的是(下列叙述正确的是()A.自然界中,硅主要以有游离态的形式存在自然界中,硅主要以有游离态的形式存在B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼,能跟强酸或强碱的溶液二氧化硅的化学性质活泼,能跟强酸或强碱的溶液发生化学反应发生化学反应D.自然界中的二氧化硅都存在于石英中自然界中的二氧化硅都存在于石英中v在一定条件下,在一定条件下,焦炭焦炭水水氧化钙氧化钙氢氟酸氢氟酸盐盐酸酸氢氧化钾氢氧化钾氯化亚铁氯化亚铁氮气,不能和二氧化硅氮气,不能和二氧化硅反应
8、的是(反应的是()A.B.B.C.D.C.D.BB第十六张,PPT共四十一页,创作于2022年6月无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅硅酸、硅酸盐硅酸、硅酸盐第十七张,PPT共四十一页,创作于2022年6月二、硅酸(二、硅酸(H2SiO3)v物理性质物理性质v制备制备提示:CO2H2OH2CO3,但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3。利用可溶性的硅酸盐&比硅酸强的酸反应制得 H2SiO3在水中溶解度很小,是一种不溶性酸,是一种白色固体,其酸性比H2CO3还弱。第十八张,PPT共四十一页,创作于2022年6月二、硅酸(二、硅酸(H2SiO3)现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液变为红色
9、,再滴入稀盐酸,溶液红色变浅至无色,同时有白色胶状沉淀产生 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硅酸,c.先形成硅酸溶胶,后形成硅酸凝胶,d.静置则形成硅酸沉淀。Na2SiO3+2HCl=2NaCl +H2SiO3 SiO32-+2H+=H2SiO3 离子方程式第十九张,PPT共四十一页,创作于2022年6月二、硅酸(二、硅酸(H2SiO3)活动与探究:硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,请设计实验证明。把CO2通入Na2SiO3溶液中,观察发生的现象?提示:用H2CO3可制得H2SiO3,可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2=CO3
10、2-+H2SiO3 Na2SiO3 +H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3第二十张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v化学性质化学性质二、硅酸(二、硅酸(H2SiO3)(1)酸性太弱,只能与强碱发生中和反应 H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O(2)不稳定(比H2CO3稳定),受热易分解 H2SiO3 =H2O+SiO2第二十一张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v(双选)下列有关硅酸的说法正确的是(双选)下列有关硅酸的说法正确的是()A.硅酸受热易分解生成二氧化硅和水硅酸受热易分解生成二氧化硅和水 B.可用硅酸钠溶液与硫酸反应制备硅酸可用硅酸钠溶液与硫酸反应制
11、备硅酸 C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与因为硅酸难溶于水,所以它不能与NaOH溶液反应溶液反应 D.硅胶有毒,不能用于食品干燥硅胶有毒,不能用于食品干燥二、硅酸(二、硅酸(H2SiO3)AB第二十二张,PPT共四十一页,创作于2022年6月Thank You!第二十三张,PPT共四十一页,创作于2022年6月无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅硅酸盐硅酸盐第二十四张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v定义定义v性质性质v组成表示(复杂硅酸盐)组成表示(复杂硅酸盐)一、硅酸盐一、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属组成的化合物的总称大多数不溶于水,化学性质稳定第二十五张,PPT共四十一页
12、,创作于2022年6月Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 金属氧化物写在前面,再写SiO2,最后写H2O;氧化物之间用“”隔开。要领:两边原子个数守恒格式:金属氧化物 二氧化硅 水(系数出现分数应化为整数)2)硅酸盐的氧化物法P77 资料卡片拆分原则第二十六张,PPT共四十一页,创作于2022年6月练习:把下列式子改写成氧化物的形式1.蛇纹石:H4Mg3Si2O9 2.钙长石:CaAl2SiO6 3.石棉:CaMg3Si4O12 4.长石:KAlSi3O8 5.普通玻璃:CaNa2Si6O14 6.黏土:Al2(Si2O5)(OH)43
13、MgO2SiO22H2OCaO Al2O3 SiO2CaO3MgO4SiO2K2O Al2O3 6SiO2Na2OCaO6SiO2Al2O32SiO22H2O第二十七张,PPT共四十一页,创作于2022年6月1、硅酸钠(、硅酸钠(Na2SiO3)v硅酸钠(硅酸钠(Na2SiO3),其水溶液俗称其水溶液俗称水玻璃水玻璃,是制备,是制备硅胶硅胶和木材和木材防火剂防火剂等的原料。等的原料。实验4-2放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火第二十八张,PPT共四十一页,创作于2022年6月v化学性质化学性质1、硅酸钠(、硅酸钠(N
14、a2SiO3)与盐反应与酸反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl +H2SiO3CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl思考:硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象?为什么?第二十九张,PPT共四十一页,创作于2022年6月2、用途、用途以黏土为原料以黏土为原料陶瓷第三十张,PPT共四十一页,创作于2022年6月2、用途、用途普通玻璃:以纯碱 、石灰石和石英 为原料,经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融制得。(Na2CO3)(SiO2)玻璃第三十一张,PPT共四十一页,创作于2022年6月2、用途、用途水泥以黏土和石灰石为主要原料第三十二张,PPT共四十一页,创作于2022年6月具有特殊
15、功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质硅钢硅钢(铁合金)(铁合金)导磁性良导磁性良好,用作好,用作变压器铁变压器铁芯芯碳化硅(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。第三十三张,PPT共四十一页,创作于2022年6月人造骨生物陶瓷具有特殊功能的含硅物质具有特殊功能的含硅物质第三十四张,PPT共四十一页,创作于2022年6月二、硅单质v灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体,是重要的半灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体,是重要的半导体材料。导体材料。第三十五张,PPT共四十一页,创作于2022年6月硅单质是从它的氧化物中提取出来的,主要化学反应如下:2C(焦炭)+SiO2(石
16、英砂)=Si(粗硅)+2CO粗硅转变为纯硅(常用方法):Si(粗)+2Cl2=SiCl4;SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl高温高温二、硅单质v制备制备P81 9P81 9第三十六张,PPT共四十一页,创作于2022年6月根据以上反应,回答下列问题:(1)在制取粗硅的反应中,焦炭的作用是_。(2)在由粗硅制取纯硅的反应中,反应属于_反应(填四种基本反应类型);反应属于_ 反应(填四种基本反应类型);H2的作用是_。二、硅单质还原剂氧化还原/化合氧化还原/置换 还原剂第三十七张,PPT共四十一页,创作于2022年6月二、硅单质v化学性质(了解)化学性质(了解)SiO2 SiO2在高温条件下
17、,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH 溶液反应。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2第三十八张,PPT共四十一页,创作于2022年6月练习练习v有下列物品或设备:有下列物品或设备:陶瓷餐具陶瓷餐具砖瓦砖瓦v水泥路桥水泥路桥门窗玻璃门窗玻璃水晶镜片水晶镜片石英钟表石英钟表v玛瑙手镯玛瑙手镯硅太阳能电池硅太阳能电池石英光导纤维石英光导纤维v计算机芯片计算机芯片(1)用到硅单质的是)用到硅单质的是_(2)所用材料为)所用材料为SiO2或要用到或要用到SiO2的是的是_(3)所用材料为硅酸盐的是)所用材料为硅酸盐的是_第三十九张,PPT共四十一页,创作于2022年6月关于硅及其化合物的叙述中,错误的是()A.硅是良好的半导体材料B.二氧化硅能与石灰石反应:SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2C.可以用焦炭还原二氧化硅生产硅:SiO2+2C=Si+2COD.硅的化学性质活泼,在自然界中主要以化合态的形式存在高温高温D第四十张,PPT共四十一页,创作于2022年6月感谢大家观看第四十一张,PPT共四十一页,创作于2022年6月
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