04-1第四章第一节无机非金属材料的主角——硅.ppt
《04-1第四章第一节无机非金属材料的主角——硅.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《04-1第四章第一节无机非金属材料的主角——硅.ppt(78页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、【考纲下载考纲下载】1了解常见非金属元素了解常见非金属元素C、Si的单质及其重要化合物的的单质及其重要化合物的主要性质及应用主要性质及应用2了解常见非金属元素了解常见非金属元素C、Si的单质及其化合物对环境的单质及其化合物对环境质量的影响质量的影响【考情上线考情上线】1以新材料、新技术为背景考查以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合及其重要化合物的性质及应用物的性质及应用2以实验探究、框图推断题考查以实验探究、框图推断题考查C、Si元素单质及其化元素单质及其化合物知识的综合应用合物知识的综合应用3以硅的制取及提纯考查氧化还原反应及计算能力以硅的制取及提纯考查氧化还原反应及计算能力一、碳
2、和硅一、碳和硅碳碳硅硅在自然界在自然界中的存在中的存在既有既有 ,也有,也有 ,是,是组组成有机物的基本元素成有机物的基本元素只有只有 ,是构成,是构成矿矿物物和岩石的主要元素和岩石的主要元素与与O2反反应应能反能反应应,且,且产产物物CO、CO2常常温下温下为为气体气体能反能反应应,产产物物SiO2常温下常温下为为固体固体与与强强碱溶碱溶液作用液作用离子方程式离子方程式为为:游离游离态态化合化合态态化合化合态态Si2OHH2O=SiO2H2 碳碳硅硅与水蒸与水蒸气作用气作用与与F2、HF反反应应用途用途 用于切割用于切割刀具,刀具,用作用作电电极、极、铅铅笔芯笔芯 材料和合金材料材料和合金材
3、料COH2SiF42H2金金刚刚石石石墨石墨半半导导体体CH2O(g)Si4HF=SiF2=SiF4二、碳、硅的氧化物二、碳、硅的氧化物1一氧化碳一氧化碳(1)物理性质:物理性质:色气体,色气体,毒,毒,溶于水溶于水(2)化学性质:化学性质:燃烧:燃烧:.还原还原CuO:.2COO22CO2无无有有不不COCuOCuCO22CO2和和SiO2物物质质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化学式化学式SiO2CO2主要物理性主要物理性质质硬度硬度 ,熔、沸点,熔、沸点 ,常,常温下温下为为 体,不溶于水体,不溶于水熔、沸点熔、沸点 ,常温下,常温下为为气体,微溶于水气体,微溶于水化学化学性性质质与水反
4、与水反应应不反不反应应与酸反与酸反应应只与只与HF反反应应:不反不反应应CO2H2OH2CO3大大高高固固低低SiF42H2OSiOSiO2 24HF4HF =物物质质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化学化学性性质质与碱与碱(NaOH)反反应应 (盛碱盛碱液的液的试剂试剂瓶用瓶用 )与与盐盐反反应应如与如与Na2CO3反反应应:如与如与Ca(ClO)2反反应应:SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O或或CO2NaOH=NaHCO3橡胶塞橡胶塞SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO物物质质二氧化硅二氧化硅
5、二氧化碳二氧化碳化学化学性性质质与碱与碱性氧化性氧化物反物反应应如与如与CaO反反应应:如与如与Na2O反反应应:用途用途光光导纤维导纤维、光学、光学仪仪器、器、电电子部件子部件制制饮饮料、制碳酸料、制碳酸盐盐SiO2CaO CaSiO3CO2Na2O Na2CO3【注意注意】SiO2既能与酸反应,又能与碱反应,但它不是既能与酸反应,又能与碱反应,但它不是两性氧化物,而实际上两性氧化物,而实际上SiO2是一种酸性氧化物是一种酸性氧化物三、硅酸三、硅酸(H2SiO3)1物理性质物理性质溶解性:溶解性:;色态:;色态:2化学性质化学性质(1)弱酸性:酸性比碳酸弱酸性:酸性比碳酸与与NaOH溶液反应
6、的化学溶液反应的化学方程式为方程式为.(2)不稳定性:受热易失水,化学方程式为不稳定性:受热易失水,化学方程式为.难溶难溶白色固体白色固体弱弱H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2OH2SiO3SiO2H2O3制取制取实验实验操作操作实验现实验现象象结论结论滴加酚滴加酚酞酞溶液后溶液溶液后溶液呈呈色,滴加稀色,滴加稀盐盐酸酸后溶液后溶液变为变为无色,有无色,有生成生成Na2SiO3溶液呈溶液呈性;反性;反应应方程式:方程式:红红白色沉淀白色沉淀碱碱Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO34用途用途 “硅胶硅胶”可作可作 、的载体的载体干燥剂干燥剂催化剂催化剂四、硅酸盐四、硅酸盐1概
7、念概念由由元素组成的化合物的总称,是构成地元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分壳岩石的主要成分2硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)Na2SiO3的水溶液俗称的水溶液俗称,是无色黏稠液体,是,是无色黏稠液体,是制备硅胶和木材防火剂的原料制备硅胶和木材防火剂的原料硅、氧和金属硅、氧和金属水玻璃水玻璃3组成的表示组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,如:通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,如:硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3);普通玻璃普通玻璃(Na2CaSi6O14).Na2OSiO2Na2OCaO6SiO24硅酸盐的用途硅酸盐的用途(1)土壤保肥土壤保肥土壤胶体一般带
8、土壤胶体一般带,能吸附,能吸附、.(2)硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥等无机非金属材料陶瓷、玻璃、水泥等无机非金属材料硅酸盐制品性质稳定,耐压强度高,硬度大、熔点较高,硅酸盐制品性质稳定,耐压强度高,硬度大、熔点较高,大都难溶于水大都难溶于水负电负电K2普通玻璃普通玻璃主要原料为主要原料为、和和3水泥水泥主要原料为主要原料为和和五、无机非金属材料五、无机非金属材料常见的硅酸盐产品常见的硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥,它们是陶瓷、玻璃、水泥,它们是使用量最大的无机非金属材料使用量最大的无机非金属材料1陶瓷陶瓷主要原料为主要原料为黏土黏土纯碱纯碱石灰石石灰石石英石英黏土黏土石灰石石灰石1(200
9、8山东高考山东高考T10C)C60是英国和美国化学家共同是英国和美国化学家共同发现的,体现了国际科技合作的重要性发现的,体现了国际科技合作的重要性()2(2010南京模拟南京模拟T4B)石墨炸弹能造成输电线、电厂石墨炸弹能造成输电线、电厂设备损坏,这是由于石墨有放射性设备损坏,这是由于石墨有放射性()3(2009合肥模拟合肥模拟T6D)光导纤维是以二氧化硅为主要光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的原料制成的()4(2010佛山质检佛山质检T6D)盛放烧碱的试剂瓶不能用玻璃盛放烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使玻塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使玻璃塞与瓶口
10、粘在一起璃塞与瓶口粘在一起()5(2010泰安模拟泰安模拟T5A)传统无机非金属材料和新型无传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐机非金属材料的主要成分都是硅酸盐()提示:提示:1.2.3.4.5.1.一般情况下,非金属元素单质熔沸点低,硬度小,一般情况下,非金属元素单质熔沸点低,硬度小,但硅、金刚石熔沸点高,硬度大,其中金刚石为硬但硅、金刚石熔沸点高,硬度大,其中金刚石为硬度最大的物质度最大的物质2一般情况下,非金属元素单质为绝缘体,但硅为半一般情况下,非金属元素单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体导体,石墨为电的良导体3一般情况下,较强氧化剂较强还原剂一般情况下
11、,较强氧化剂较强还原剂=较弱氧较弱氧化剂较弱还原剂,而碳却还原出比它更强的还原化剂较弱还原剂,而碳却还原出比它更强的还原剂:剂:SiO22CSi2CO,2FeOC2FeCO2.4硅为非金属,却可以和强碱反应,放出氢气:硅为非金属,却可以和强碱反应,放出氢气:Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2.5一般情况下,碱性氧化物酸一般情况下,碱性氧化物酸=盐水,盐水,SiO2是酸是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:SiO24HF=SiF42H2O.6一般情况下,只有非常活泼的金属一般情况下,只有非常活泼的金属(Na、K等等)才能够置才能够置换出水中的氢,但碳单质却能
12、与水蒸气反应:换出水中的氢,但碳单质却能与水蒸气反应:CH2O(g)COH2.7一般情况下,非金属氧化物与水反应生成相应的酸,一般情况下,非金属氧化物与水反应生成相应的酸,如如CO2H2OH2CO3,但,但SiO2不溶于水,不与水反应不溶于水,不与水反应8Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2,CaCO3SiO2CaSiO3CO2,一般情况下,因为碳酸的酸性比硅酸强,一般情况下,因为碳酸的酸性比硅酸强,可发生反应可发生反应Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,即符合即符合 “较强酸制较弱酸较强酸制较弱酸”的的复分解反应规律而上述复分解反应规律而上述反应之所以能进行,是因为该反
13、应不是在水溶液中,而是反应之所以能进行,是因为该反应不是在水溶液中,而是在高温条件下发生的,从化学平衡角度理解,高温时,在高温条件下发生的,从化学平衡角度理解,高温时,SiO2这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的CO2气体,因气体,因CO2生成后离开反应体系而使反应进行到底生成后离开反应体系而使反应进行到底9硅酸盐大多难溶于水,常见的可溶性硅酸盐是硅酸盐大多难溶于水,常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,其水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,可用作黏胶剂和木其水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,可用作黏胶剂和木材防火剂,久置在空气中容易变质:材防火剂,
14、久置在空气中容易变质:Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3.下列关于硅的说法中,不正确的是下列关于硅的说法中,不正确的是()A硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料体材料C硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应D加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应.听课记录听课记录晶体硅虽然外形像金属晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽有金属光泽
15、),但,但实际上属于非金属;硅既有金属性,又有非金属性,其导电实际上属于非金属;硅既有金属性,又有非金属性,其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间,是良好的半导体材性也介于金属导体和非金属绝缘体之间,是良好的半导体材料硅的化学性质不活泼料硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下尤其是在常温下),但常温下仍能,但常温下仍能与氟气、氟化氢和与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应,加热至一定温度溶液等发生反应,加热至一定温度时,硅能与氯气、氧气等发生反应时,硅能与氯气、氧气等发生反应答案答案C1.硅的制取反应硅的制取反应(1)粗硅的制取:粗硅的制取:SiO22CSi2CO.(2)粗硅制纯硅:粗硅制纯硅:
16、Si(粗粗)2Cl2SiCl4,SiCl42H2Si(纯纯)4HCl.2硅酸盐工业硅酸盐工业硅硅酸酸盐盐工工业业玻璃玻璃水泥水泥主要原料:纯碱、石灰石、石英主要原料:纯碱、石灰石、石英主要主要反应反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2主要原料:黏土、石灰石主要原料:黏土、石灰石产品成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙产品成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙陶瓷:主要原料为黏土陶瓷:主要原料为黏土产品成分:产品成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 3新型无机非金属材料的种类和用途新型无机非金属材料的种类和用途材料材料类别类别主要特性主要特性示例示例用
17、途用途高温高温结结构陶瓷构陶瓷能承受高温,能承受高温,强强度高度高氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷汽汽轮轮机叶片、机叶片、轴轴承、承、永久性模具等永久性模具等半半导导体体陶瓷陶瓷具有具有电电学特性学特性氧化氧化锡锡陶瓷陶瓷 集成集成电电路中的半路中的半导导体体光学材料光学材料具有光学特性具有光学特性光光导纤维导纤维光光缆缆通通讯讯、医、医疗疗、照、照明等明等生物陶瓷生物陶瓷具有生物功能具有生物功能氧化氧化铝铝陶瓷陶瓷人造骨、人造关人造骨、人造关节节、接骨螺接骨螺钉钉氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在熔点高、化学性
18、质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300反应制得反应制得(1)根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是_(选填代号选填代号)A制汽轮机叶片制汽轮机叶片B制有色玻璃制有色玻璃C制永久性模具制永久性模具D制造柴油机制造柴油机(2)画出画出N的原子结构示意图:的原子结构示意图:_,试判断氮元素,试判断氮元素的最低负价为的最低负价为_,请从原子结构和化合价两个角度分,请从原子结构和化合价两个角度分析推断氮化硅的化学式:析推断氮化硅的化学式:_.(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,不与其他无机氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,不与其他无机酸反应请写出陶瓷与氢氟酸发生复分
19、解反应的化学方程式:酸反应请写出陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式:_.(4)用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热使四氯化用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热使四氯化硅和氮气发生反应,可得较高纯度的氮化硅,则反应的化学方硅和氮气发生反应,可得较高纯度的氮化硅,则反应的化学方程式为程式为_解析解析(1)性质决定用途,结合氮化硅的性质硬度大、性质决定用途,结合氮化硅的性质硬度大、熔点高,是一种重要的结构材料,可推测它的用途,结合选项,熔点高,是一种重要的结构材料,可推测它的用途,结合选项,应选应选A、C、D.(2)从原子稳定结构考虑和正负化合价代数和等于从原子稳定结构考虑和正负化合价代
20、数和等于零的规则考虑,因零的规则考虑,因N显显3价,价,Si显显4价,由此可写出氮化硅价,由此可写出氮化硅的化学式为的化学式为Si3N4.(3)题目已告诉我们氮化硅与氢氟酸的反应属题目已告诉我们氮化硅与氢氟酸的反应属于复分解反应,照着葫芦画个瓢就是了于复分解反应,照着葫芦画个瓢就是了(4)注意理清该反应中注意理清该反应中的反应物和条件,另外正确地推测出除氮化硅外的的反应物和条件,另外正确地推测出除氮化硅外的另一种产物,完整地写出方程式另一种产物,完整地写出方程式答案答案(1)ACD(3)Si3N412HF=3SiF44NH3(4)中学阶段常见的非金属置换非金属的反应有哪些?中学阶段常见的非金属
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 04-1第四章 第一节 无机非金属材料的主角硅 04 第四 无机 非金属材料 主角
限制150内