《第一節(jié)_無機(jī)非金屬材料的主角——硅》PPT課件.ppt

第四章非金屬及其化合物 第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角 硅 第一課時(shí) 景德鎮(zhèn)一中 羅景鵬 硅元素 silicon 在地殼中的含量 氧48 6 硅26 3 鋁7 73 鐵4 75 鈣3 45 鈉2 74 鉀2 47 鎂2 00 氫0 16 其他1 20 硅26 3 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石 沙子和土壤 約占地殼總量的90 以上 1 存在 沒有游離態(tài) 只有化合態(tài)2 分布 自然界中分布廣泛 在地殼中居第二位 僅次于氧 是構(gòu)成礦物和巖石的基本元素 一 硅單質(zhì) Si 最外層電子數(shù)是4 碳也是 思考2 碳 硅原子主要顯幾價(jià) 正四價(jià) 4價(jià) 思考1 硅原子最外層電子數(shù)是多少 我們很熟悉的哪種元素最外層電子數(shù)與它相同 3 原子結(jié)構(gòu) 4 物理性質(zhì) 結(jié)構(gòu)類似金剛石 為硬而脆的灰黑色固體 熔點(diǎn)高 硬度大 5 用途 晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 是良好的半導(dǎo)體材料 硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料 硅太陽能電池 利用硅的半導(dǎo)體性能 制成光電池 將光能轉(zhuǎn)化為電能 6 硅的工業(yè)制法 粗硅 純硅 太陽能電池 電腦的中央處理器 CPU 硅芯片的使用 使計(jì)算機(jī)的體積已縮小到筆記本一樣大小了 大規(guī)模集成電路 硅的用途非常廣泛 可用來制造集成電路 晶體管 硅整流器等半導(dǎo)體器件 還可以制太陽能電池 制鋁合金 鐵合金等多種合金 硅芯片 在美國(guó)舊金山 有個(gè)最大的高科技工業(yè)園區(qū) 稱之為 硅谷 它是現(xiàn)代電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)發(fā)展的基地 這說明硅在電子工業(yè)革命中起著非常重要作用 以硅為基礎(chǔ)而制成的晶體管是計(jì)算機(jī)的心臟 硅在電子工業(yè)中重要作用 1 二氧化硅的存在 二 二氧化硅 2 二氧化硅的結(jié)構(gòu) 3 二氧化硅物理性質(zhì) 4 二氧化硅化學(xué)性質(zhì) 二氧化硅 SiO2 二氧化硅廣泛存在于自然界中 與其他礦物共同構(gòu)成了巖石 是一種堅(jiān)硬難熔的固體 硅石 硅礦山 1 二氧化硅的存在 二 二氧化硅 水晶 晶體二氧化硅 瑪瑙 瑪瑙 無定形二氧化硅 Si O 二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 2 二氧化硅的結(jié)構(gòu) SiO2原子晶體 Si O 二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 因此性質(zhì)很穩(wěn)定 堅(jiān)硬難熔的固體 熔沸點(diǎn)比較高 不溶于水 硬度比較大 3 二氧化硅物理性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 你知道為什么嗎 防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成粘稠的Na2SiO3 使瓶塞和瓶口粘在一起 4 二氧化硅化學(xué)性質(zhì) SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 1 是酸性氧化物 SiO2 2OH SiO32 H2O SiO2的化學(xué)性質(zhì) 很不活潑 2 特性與HF的反應(yīng)SiO2 4HF SiF4 2H2O 用途 雕刻玻璃 1 酸性氧化物與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽SiO2 CaO CaSiO3與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O硅酸鈉 高溫 3 不能與水反應(yīng) 4 高溫下與碳酸鹽反應(yīng) NaCO3 SiO2 NaSiO3 CO2CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 4 高溫下與碳酸鹽反應(yīng) NaCO3 SiO2 NaSiO3 CO2CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 練習(xí) 1 地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是A 熔點(diǎn)很高B 與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸C 堅(jiān)硬D 可與燒堿反應(yīng)生成鹽2 下列物質(zhì)中 主要成分不是SiO2的是A 金剛砂B 瑪瑙C 水晶D 石英 B A 3 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)提供下列試劑瓶 細(xì)口磨口塞玻璃瓶 廣口瓶 細(xì)口橡皮塞玻璃瓶 棕色廣口瓶 細(xì)口塑料瓶 如何存放下列藥品 依據(jù)是什么 a 二氧化硅 b 氫氧化鈉溶液c 硝酸銀晶體 d 氫氟酸 e 濃硫酸 高溫 高溫 高溫 5 二氧化硅的用途由于SiO2具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能加上SiO2在自然界的廣泛存在 因此從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用 光學(xué)纖維胃鏡 石英制品 水晶石英 瑪瑙 二氧化硅用來制光導(dǎo)纖維 光導(dǎo)纖維就是比頭發(fā)絲還細(xì)的 能傳導(dǎo)光信號(hào)的玻璃絲 制造光導(dǎo)纖維的材料就是二氧化硅 光導(dǎo)纖維主要用于通訊 傳感 測(cè)量等 光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)就是通信容量大 一對(duì)光纖上可同時(shí)傳送3萬門電話 76實(shí)驗(yàn) 觀察現(xiàn)象并填寫下表 滴入酚酞溶液顯紅色 再滴入鹽酸紅色消失 并有透明膠狀物質(zhì)生成 Na2SiO3溶液呈堿性 與酸反應(yīng)生成了H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 三 硅酸 H2SiO3 1 制備 可溶性硅酸鹽 如Na2SiO3 與酸反應(yīng) 1 硅酸的制備 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 2 硅酸的性質(zhì) 物理性質(zhì) 白色 膠狀 不溶于水的物 化學(xué)性質(zhì) 弱酸性酸性比碳酸弱 H2SiO3 2NaOH 2H2O Na2SiO3 不穩(wěn)定性 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 3 用途 可作干燥劑和催化劑的載體 四 硅酸鹽 硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)化合物 一般都不溶于水 1 含義 硅酸鹽是由硅 氧和金屬元素組成的化合物的總稱 2 硅酸鹽的表示方法 化學(xué)式法 氧化物法 硅酸鈉 Na2SiO3 硅酸鈣 CaSiO3 硅酸鈉 Na2O SiO2 硅酸鈣 CaO SiO2 高嶺石 Al2O3 2SiO2 2H2O 石棉 CaO 3MgO 4SiO2 沸石 Na2O Al2O3 3SiO2 2H2O 云母 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 長(zhǎng)石 K2O Al2O3 6SiO2 水泥 3CaO SiO2 2CaO SiO2 玻璃 Na2O CaO 6SiO2 粘土 Al2O3 2SiO2 2H2O t 1 下列物質(zhì)中屬于純凈物的是 A Na2CO3 10H2OB 水泥C 純凈的鹽酸D 普通玻璃 3 下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是 A 水泥B 玻璃C Na2O SiO2D 水玻璃 2 下列敘述正確的是 A 酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)B 玻璃 陶瓷 水泥容器都不能貯存氫氟酸C 石灰抹墻 水泥砌墻過程的硬化原理相同D 石灰窯 玻璃熔爐出來的氣體主要成分相同 A BD C 課堂小測(cè) 第四章非金屬及其化合物 第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角 硅 第三課時(shí) 1 要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì) 最適宜的試劑是A 純堿溶液B 鹽酸C 硫酸D 苛性鈉溶液2 在一定條件下 下列物質(zhì)不能與二氧化硅反應(yīng)的是 焦炭 純堿 碳酸鈣 氫氟酸 濃硝酸 燒堿溶液 氧化鈣 氮?dú)釧 B C D 課堂小測(cè) 3 將過量的CO2分別通入 CaCl2溶液 Na2SiO3溶液 Ca OH 2溶液 飽和Na2CO3溶液 最終溶液中有白色沉淀析出的是A B C D 4 高嶺土是制造瓷器的主要原料 其組成可以表示為Al2Si2Ox OH y 其中x y的數(shù)值分別是A 7 2B 5 4C 6 3D 3 6 5 下列表述正確的是 A 人造剛玉熔點(diǎn)很高 可用作高級(jí)耐火材料 主要成分是SiO2B 在醫(yī)療上碳酸鈉可用于治療胃酸過多C 用于現(xiàn)代通訊的光導(dǎo)纖維的主要成分是高純度的硅D 分散系中分散質(zhì)粒子的直徑 Fe OH 3懸濁液 Fe OH 3膠體 FeCl3溶液 6 下列說法正確的是 A 二氧化硅溶于水顯酸性B 二氧化碳通入水玻璃 Na2SiO3的水溶液 可以得到原硅酸 C 因?yàn)楦邷貢r(shí) 二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳 所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng) D 二氧化硅是酸性氧化物 它不溶于任何酸 7 用純凈的石英砂與燒堿溶液反應(yīng)可以制得水玻璃 將二氧化碳通入水玻璃中可制得透明膠狀物 請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式 最簡(jiǎn)單的硅酸鹽是硅酸鈉 Na2SiO3 其水溶液俗稱為水玻璃 硅酸鈉不能燃燒且不易受腐