高一化学-硅及其化合物(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节无机非金属材料的主角,硅,Si-26.30%,1,硅的存在与分布,存在：硅是亲氧元素，没有游离态，只有化合态（以氧化物和硅酸盐的形式存在）,分布：自然界中分布广泛，是构成矿物和岩石的基本元素。,图,4-1,硅的广泛存在,2,硅和碳,一样,其原子,既不易失去电子，也不易得到电,子，,所以硅的化学性质不活泼,主要形成,四价化合物,C,Si,碳,是构成有机物的主要元素,硅,是构成岩石和许多矿物的主要元素,从,原子结构,认识硅,3,硅有,晶体硅,和,无定形硅,两种同素异形体,物性：,化性：,1,、灰黑色，有金属光泽，硬而,脆的固体,2,、,熔点高、硬度大,硅的化学性质,不活泼,，,常温下，与,氢氟酸、氟气、强碱反应。,加热情况下，也能跟一些非金属,(,Cl,2,O,2,),反应。,一、硅单质,4,1,、与氟气反应：,2,、与氢氟酸反应：,3,、与强碱溶液反应：,4,、与氯气反应：,5,、与氧气反应,Si+2F,2,=,SiF,4,Si+4HF,=,SiF,4,+2H,2,Si+2NaOH+H,2,O,=,Na,2,SiO,3,+2H,2,Si+2Cl,2,=,SiCl,4,Si+O,2,=,SiO,2,高温,5,5.,用途,晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,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,电脑的中央处理器（,CPU,）,6,纯硅的制备,课本,P81 9T,7,结晶形（石英晶体）,无定形,硅藻土,水晶,玛瑙,二、二氧化硅,（,SiO,2,）,1,、存在,:,硅,石,无色透明,彩色环带或层状,水晶,玛瑙,SiO,2,是自然界中沙子、石英的主要成分。,结晶的,二氧化硅,叫石英,；,天然,二氧化硅,叫硅石,。,8,每,1,个,Si,原子周围结合,4,个,O,原子，,Si,在中心,O,在四个顶角。,同时每,1,个,O,原子周围结合,2,个,Si,原子相结合。,硅原子,二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为,2,：,1,，用,SiO,2,来表示,二氧化硅的组成,表示,O,与,Si,的原子个数比,不是分子式是化学式。,SiO,4,四面体结构,立体网状结构决定了,SiO,2,具有优良的物理和化学性质,2,、结构,9,思考与交流,P76,物理性质,:_,化学稳定性,:_,通常条件下，很稳定,硬度大、熔点高、难溶于水,10,3,、二氧化硅的化学性质（,通常很不活泼,）,1,、,具有酸性氧化物的通性,（,1,）与强碱反应生成盐和水,SiO,2,2NaOH=,Na,2,SiO,3,H,2,O,硅酸钠,（,2,）与碱性氧化物反应生成盐,（,有粘性，其溶液俗称水玻璃）,高温,SiO,2,CaO,CaSiO,3,11,实验室盛装,NaOH,溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞,NaOH,溶液能与玻璃中的,SiO,2,反应生成,Na,2,SiO,3,，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装,NaOH,溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,原因,12,SiO,2,4HF=,SiF,4,2H,2,O,此反应常用于雕刻玻璃,2,、,特性,与,氢氟酸,HF,反应,思考,:,实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,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,。,13,二氧化碳,CO,2,二氧化硅,SiO,2,状 态,气 态,固 态,熔沸点 硬度,熔沸很低,熔点高，硬度大,水 溶 性,能溶于水,不溶于水,化,学,性,质,与 酸,用 途,人工降雨，灭火,饮料等,P75,图,4,5,与水反应,与碱性氧化物反应,与碱反应,CO,2,+H,2,O=H,2,CO,3,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,CO,2,+Na,2,O=Na,2,CO,3,不能反应,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,能与氢氟酸反应,SiO,2,CaO=,CaSiO,3,高温,二氧化硅和二氧化碳的性质比较,14,4,、,SiO,2,的用途,15,现代通信用,光缆,光学纤维,胃镜,用,光导纤维,做,无开刀手术,光导纤维,手术头灯,光导纤维,16,三、硅酸,(,H,2,SiO,3,),硅酸是一种,白色粉末状,的,固体,，它,不溶于水,；是一种,弱酸,，,酸性比碳酸还弱，,不能使指示剂变色。,17,思考,二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那,么，,如何制得硅酸呢？,18,实验,4-1,：向饱和,Na,2,SiO,3,溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸,现 象,结 论,方程式,滴入酚酞溶液呈,红色,Na,2,SiO,3,溶液呈碱性,Na,2,SiO,3,+2HCl=H,2,SiO,3,（胶体）,+2NaCl,实验探究,滴入盐酸有凝胶产生,硅酸难溶于水,19,生,成的硅酸逐渐聚合而形成,硅酸溶胶,（能流动）,，当硅酸的浓度较大时，就会形成,硅酸凝胶,（不能流动）,，硅酸凝胶经过干燥脱水就形成,硅胶,。,硅胶,的用途：,干燥剂（吸水），,吸附剂（多孔），,催化剂的载体。,20,用,H,2,CO,3,可制得,H,2,SiO,3,，可证明,H,2,SiO,3,的酸性比,H,2,CO,3,弱。,SiO,3,2-,+H,2,O+CO,2,=CO,3,2-,+H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+H,2,O+CO,2,=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,向,Na,2,SiO,3,溶液中通如,CO,2,也可生成,H,2,SiO,3,21,四、,硅酸盐,结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,。,硅酸钠（,Na,2,SiO,3,),其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。,是由,硅、氧,和,金属,组成的化合物的总称。,22,实验,4-2,放入蒸馏水,放入,Na,2,SiO,3,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,制备木材防火剂的原料,23,2,、硅酸盐组成表示,硅酸钠（,Na,2,SiO,3,),镁橄榄石（,Mg,2,SiO,4,）,钙沸石,Ca(Al,2,Si,3,O,10,),3H,2,O,活泼金属氧化物,较活泼金属氧化物,SiO,2,H,2,O,Na,2,O,SiO,2,2MgO,SiO,2,CaO,Al,2,O,3,3SiO,2,3H,2,O,24,K,2,O3Al,2,O,3,6SiO,2,2H,2,O,K(Al,3,Si,3,O,10,)(OH),2,练习,25,传统无机非金属材料,硅酸盐产品,陶瓷,水泥,玻璃,阅读教材,78-79,3,、硅酸盐产品,陶瓷 玻璃 水泥,3,、硅酸盐产品,陶瓷 玻璃 水泥,26,生产原料：黏土,（,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,）,生产设备：陶瓷窑,生产过程：混合,-,成型,-,干燥,-,烧结,-,冷却,主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、,绝缘、易成型,陶 瓷,27,生产原料：纯碱、石灰石、石英,（,Na,2,CO,3,、,CaCO,3,、,SiO,2,）,生产设备：玻璃窑,反应原理：,主要成分：,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,高温,SiO,2,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+CO,2,SiO,2,+CaCO,3,CaSiO,3,+CO,2,高温,玻 璃,28,有色玻璃,钢化玻璃,加入了不同的金属氧化物,普通玻璃加热接近熔化再急速冷却,玻璃,29,生产原料：石灰石、黏土,（,CaCO,3,、,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,）,生产设备：水泥回转窑,主要成分：,3CaOSiO,2,2CaOSiO,2,3CaOAl,2,O,3,水 泥,30,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,31,3,、硅橡胶,4,、分子筛,32,新型无机非金属材料：,新型陶瓷,高温结构陶瓷、压电陶瓷,透明陶瓷、超导陶瓷等,科学视野,图,4-10,生物陶瓷制成,的,人造骨,33,硅酸盐,无机非金属材料,传统无机非金属材料,新型无机非金属材料,陶瓷,玻璃,水泥,高温结构陶瓷,压电陶瓷,透明陶瓷,超导陶瓷,34,作业,完成课后练习题,完成学案练习及巩固提高,35,