高中化学专题3丰富多彩的生活材料第二单元功能各异的无机非金属材料笔记省公开课一等奖新名师优质课获奖P.pptx

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,*,非金属位于元素周期表什么位置,?,它们与人类生存环境,、,生活和生产有何关系,?,第四章 非金属及其化合物,1/44,2/44,3/44,从沙滩到用户,4/44,非金属及其化合物,第一节,无机非金属材料主角,_,硅,5/44,1.,含量：,硅在地壳中含量仅次于氧，居第二位。,硅是一个亲,氧元素,，在自然界中只存在,化合态,，主要以,二氧化硅和硅酸盐,形式存在。,6/44,2.,结构,最外层均为,4,个电子，二者结构相同有不一样，硅与碳一样，其原子既不易失去也不易得到电子，主要经过,共价化合物,形式形成,+4,价,化合物。,碳是组成有机物主要元素，而硅是组成岩石和矿物基本元素。,7/44,天,然,SiO,2,硅,石,结晶形（石英晶体）,无定形,硅藻土,、沙子,水晶石英,玛瑙,一,.,二氧化硅,1.,SiO,2,存在,8/44,9/44,10/44,2.SiO,2,结构,(,结晶形）,正四面体,空间网状结构,硅氧百分比：,1,：,2,没有,SiO,2,分子存在，只存在硅氧原子,11/44,水,晶,12/44,玛 瑙,13/44,信息高速公路骨架,光导纤维,14/44,二氧化硅,天然二氧化硅也叫硅石。石英晶体是结晶,二氧化硅,.,砂、石英、水晶主要成份都是,SiO,2,纯净二氧化硅是无色透明，二氧化硅立体网状结构决定了二氧化硅,硬度大，熔沸点高、不溶于水。,3,、物理性质,:,15/44,4,、,SiO,2,化学,性质,:,二氧化硅是一个酸性氧化物，是硅酸酸酐，在一定条件下能与强碱、碱性氧化物和一些盐反应，但不能与水反应,（,1,）,SiO,2,不与水、普通酸反应。但能够,与氢氟酸（,HF,）反应,，,这是二氧化硅特征，,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,注意：玻璃中含有,SiO,2,，所以能够用,HF,来刻蚀玻璃。,16/44,想一想：,试验室为何不用玻璃瓶盛装氢氟酸？,HF,能腐蚀玻璃，所以，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。,17/44,（,2,）跟碱反应,：,SiO,2,2NaOH,Na,2,SiO,3,H,2,O,，,思索：,试验室盛装,NaOH,溶液试剂瓶用橡皮塞而为何不用玻璃塞？（提醒：玻璃中含有,SiO,2,）,NaOH,溶液能与玻璃中,SiO,2,反应生成,Na,2,SiO,3,，使瓶塞部分粘结而无法打开。所以盛装,NaOH,溶液试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。,18/44,（,3,）与碱性氧化物反应,SiO,2,CaO,CaSiO,3,，,高温,19/44,（,4,）高温条件下，,SiO,2,能够与,Na,2,CO,3,、,CaCO,3,等盐反应。,(,补充,),工业制玻璃原理,：,SiO,2,+Na,2,CO,3,高温,Na,2,SiO,3,+CO,2,SiO,2,+CaCO,3,高温,CaSiO,3,+CO,2,20/44,（,5,）弱氧化性：,二氧化硅中硅元素化合价为,+4,价，是硅元素最高价态，所以含有,一定氧化性，能被,C,、,Mg,等还原剂还原。（补充）,SiO,2,+2C,高温,Si+2CO,SiO,2,+,2Mg,高温,Si+2MgO,21/44,5,、,SiO,2,用途,光导纤维,石英：耐高温化学仪器、石英电子表,石英钟,水晶：电子工业主要部件、光学仪器、,高级工艺品和眼镜片,玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,22/44,二氧化硅用途,23/44,比较项目,二氧化硅,二氧化碳,色态、熔沸点,硬度、溶解度,与碱反应,与盐反应,与碱性氧化物反应,与碳反应,与氢氟酸反应,-,无色固体、高,无色气体、低,大、难溶,小、可溶于水,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,SiO,2,+CaO=,高温,=CaSiO,3,SiO,2,+Na,2,O=,高温,=Na,2,SiO,3,CO,2,+Na,2,O=Na,2,CO,3,SiO,2,+2C=,高温,=Si+2CO,CO,2,+2C=,高温,=2CO,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,SiO,2,+Na,2,CO,3,=Na,2,SiO,3,+CO,2,SiO,2,+CaCO,3,=CaSiO,3,+CO,2,CO,2,+Na,2,CO,3,+H,2,O=2NaHCO,3,24/44,思索：,SiO,2,是硅酸酸酐，,能够用,SiO,2,与,水反应制,备,H,2,SiO,3,吗？,思索：,SiO,2,既能和,NaOH,反应，,又能和,HF,反应，二氧化硅,属于两性氧化物吗？,25/44,因为,SiO,2,不溶于水，也不与水反应，所以不能用,Si,O,2,与水反应直接制得硅酸。通常可用可溶性硅酸盐与其它酸反应制得硅酸。,二、硅酸（,H,2,SiO,3,）,1,、硅酸制备,：,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,离子方程式：,SiO,3,2-,+2H,+,=H,2,SiO,3,强调,：硅酸是常见唯一不溶于水酸，且不能由酸酐,SiO,2,和水反应制得,思索,：,试验室制备,H,2,SiO,3,反应原理是什么？,26/44,【,试验,4-1,】,在试管中加入,3-5mL,硅酸钠溶液，滴入,1-2,滴酚酞溶液，在用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并靠近红色消失停顿，静置，观察改变过程及其现象。,【,视频,】,27/44,弱酸性：,硅酸是一个很弱酸，酸性比碳酸,弱,。,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,不稳定性：,硅酸受热分解：,H,2,SiO,3,SiO,2,+H,2,O,2,、硅酸性质,（,1,）物理性质,：,硅酸为白色胶状固体，难溶于水，难挥发。,（,2,）化学性质,：,思索：,向,Na,2,SiO,3,溶液中通人,CO,2,，,有什么现象？,28/44,3,、硅酸用途,（图片,47,）,硅酸凝胶经,干燥脱水,能够制得,硅酸干凝胶,，称,为,“硅胶”,，硅胶含有很强吸水性，惯用作,干燥剂,和,催化剂,载体。,29/44,想一想：,制玻璃时会发生以下反应：,SiO,2,+Na,2,CO,3,高温,Na,2,SiO,3,+CO,2,。,该反应能否说明,H,2,SiO,3,酸性比,H,2,CO,3,强？,30/44,【,例,1】,以下说法正确是（）,A,、二氧化硅溶于水显酸性,B,、将二氧化碳通入硅酸钠溶液中能够制得硅酸,C,、依据反应,SiO,2,+Na,2,CO,3,高温,Na,2,SiO,3,+CO,2,能够推知硅酸酸性比碳酸酸性强,D,、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸,31/44,三硅酸盐,1,硅酸盐介绍：,硅酸盐是由,硅、氧和金属元素,组成,化合物总称。,硅酸盐组成和结构复杂多样，是组成地壳岩石重,要成份，自然界中存在各种天然硅酸盐矿物。,绝大部分硅酸盐都难溶于水，常见易溶于水硅酸盐是,Na,2,SiO,3,、,Na,2,SiO,3,是最简单硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是制造硅胶和防火剂等主要原料。,32/44,2,硅酸盐表示方法：,硅酸盐种类繁多，结构复杂，其表示方法有两种。,（,1,）盐化学式法：,普通用于简单硅酸盐。如,硅酸钠：,Na,2,SiO,3,硅酸钙：,CaSiO,3,(2),氧化物法：,复杂硅酸盐,表示普通,用二氧,化硅和金属氧化物组合形式表示其组成。,33/44,硅酸钠：,Na,2,O.SiO,2,石棉,：,CaO.3MgO.4SiO,2,普通玻璃大致成份,：,N a,2,O.CaO.6SiO,2,水泥主要成份：,3CaO.SiO,2,;2CaO.SiO,2,;3CaO.Al,2,O,3,黏土主要成份,：,Al,2,O,3,.2SiO,2,.2H,2,O,34/44,比如：硅酸钠：,Na,2,SiO,3,：,；,高岭土：,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,表示为：,；,长石,：,KAlSi,3,O,8,表示为：,；,钠长石：,N aAlSi,3,O,8,表示为：,；,改写规律,：,1,、次序：,活泼金属氧化物,.,较活泼金属氧化物,.,二氧化硅,.,水,2,、改写标准：,（,1,）各原子个数比符合原来组成，若出现分数应 化为整数。,（,2,）各元素化合价不能改变。,35/44,尤其提醒：,硅酸盐写成氧化物形式，是为了简化,对硅酸盐组成表示方法，实际上硅酸盐不是以简单,氧化物形式存在。,36/44,3,硅酸盐性质：,硅酸盐是一类结构复杂固态物质，大多数难溶于水，化学性质很稳定 。,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,1,、最常见硅酸盐,Na,2,SiO,3,物理性质,易溶于水，俗名泡花碱，水溶液俗称水玻璃，呈碱性，含有黏合性,2,、,Na,2,SiO,3,化学性质,（,1,）与酸反应：,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,（,2,）含有很强热稳定性，即能耐高温。,(,试验,4-2,）,3,、硅酸用途,-,制备硅胶和木材防火剂,思索：结合性质，,Na,2,SiO,3,溶液应怎样保留？,37/44,4,三种常见硅酸盐产品,硅酸盐产品,原料,主要成份,主要设备,水泥,石灰石、,粘土,3CaO.SiO,2,2CaO.SiO,2,;3CaO.Al,2,O,3,水泥回转窑,玻璃,纯碱、,石灰石,Na,2,SiO,3,SiO,2,CaSiO,3,玻璃窑,陶瓷,粘土,陶瓷窑,水泥、玻璃、陶瓷是传统、主要无机非金属材料。,38/44,5,特殊功效含硅物质（阅读教材）,（,1,）金刚砂（,SiC,）含有类似,金刚石,结构，,硬度,大,，能够用作砂纸、砂轮磨料。,（,2,）硅钢（含硅,4,）含有很高,导磁性,，,主要用作变压器铁芯。,（,3,）硅橡胶：既耐,高温,又耐,低温,，,可用于制造火箭，导弹零件。,（,4,）人工制造分子筛（含有均匀微孔结构铝硅酸盐），,主要用作,吸附剂,和,催化剂,6,新型陶瓷：,主要有,、,、,、,几类。,39/44,四、硅单质,1,、地壳中存在,硅在地壳中含量仅次于氧，在地壳中居第二位，,主要以氧化物及其硅酸盐形式存在，,自然界中无游离态硅。,2,、硅结构,单质硅有,晶体硅,和,无定形,两类。,晶体硅结构与金刚石结构相同。,晶体硅是有,金属,光泽,黑色,固体,，熔点,高,、,硬度,大,、有,脆性,性，是良好,半导体材料,。,3,、硅物理性质,40/44,与强碱溶液反应,：,Si+2NaOH+H,2,O=Na,2,SiO,3,+2H,2,4,、硅化学性质,（,1,）在常温下，硅单质化学性质不活泼，除氟气（,F,2,）、氢氟酸（,HF,）和强碱外，硅与其它物质如,O,2,、,Cl,2,、,H,2,SO,4,、,HNO,3,均不反应。,Si+2F,2,=SiF,4,Si+4HF=SiF,4,+2H,2,讨论：能与,NaOH,溶液反应产生,H,2,单质一定是铝吗？,41/44,（,2,）在加热或高时，能与,O,2,、,Cl,2,、,C,等反应,Si+C=,高温,=Si C,Si+O,2,=,高温,=Si O,2,Si+2Cl,2,=,高温,=Si Cl4,5,、硅用途,半导体材料、新型能源（如光电池）,42/44,例,2,、在无机非金属材料中硅一直饰演着主要角色，,下面几个物质中含有硅单质是（）,A,、玛瑙,B,、光导纤维,C,、太阳能电池板,D,、水晶,43/44,5,、硅制备,（,1,）粗硅制备,：,SiO,2,+2C,高温,Si,（粗硅）,+2CO,（,2,）纯硅制备,：,Si,（粗硅）,+2C l,2,高温,=Si C l,4,Si C l,4,+2H,2,=Si,（纯硅）,+,4HC l,44/44,