無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅課件(2課時(shí))

1、無(wú)機(jī)非金屬材料的主角無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅硅硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量分的巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量的的9090% %以上。因此，硅在無(wú)機(jī)非金屬材以上。因此，硅在無(wú)機(jī)非金屬材料中扮演主要角色。料中扮演主要角色。硅既不易失去也不易得到電子，主要形硅既不易失去也不易得到電子，主要形成四價(jià)的化合物。成四價(jià)的化合物。一、二氧化硅一、二氧化硅（SiO2)SiO2結(jié)構(gòu)四面體結(jié)構(gòu)每個(gè)Si原子周?chē)Y(jié)合4個(gè)O，每個(gè)O原子跟2個(gè)Si相結(jié)合，Si與O原子按1：2的比例組成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 金剛石金剛石石英晶體是結(jié)晶結(jié)晶的二氧化硅，石

2、英中無(wú)色透明的晶體就是通常所說(shuō)的水晶石英具有彩色環(huán)狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙。沙子沙子中含有小粒的石英晶體。沙子的主中含有小粒的石英晶體。沙子的主要成分就是要成分就是SiO2SiO2的物理性質(zhì)SiO2不溶于水，不溶于水，是一種堅(jiān)硬難溶的固體，是一種堅(jiān)硬難溶的固體，硬度和熔點(diǎn)都很高。硬度和熔點(diǎn)都很高。與堿性氧化物反應(yīng)： 與堿反應(yīng) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O1、具有酸性氧化物的通性SiO2的化學(xué)性質(zhì)高溫SiO2+CaO=CaSiO3化學(xué)性質(zhì)很不活潑，氫氟酸（化學(xué)性質(zhì)很不活潑，氫氟酸（ HF）是是唯一唯一可以與之反應(yīng)的酸?？梢耘c之反應(yīng)的酸。SiO2+4HF=SiF4 +2H2O玻璃中含有S

3、iO2，所以可以用HF來(lái)刻蝕玻璃。2、特殊性在玻璃表面涂上一層石蠟在玻璃表面涂上一層石蠟在石蠟上雕刻出花紋，向在石蠟上雕刻出花紋，向挖空部分加少量氫氟酸挖空部分加少量氫氟酸洗掉酸并去掉石蠟洗掉酸并去掉石蠟3、弱氧化性Si02高溫下與C作用可制取粗硅 2C+SiO2 Si+2CO高溫石英坩石英坩堝堝SiO2的用途練習(xí)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.可與燒堿反應(yīng)生成鹽 D.堅(jiān)硬B2.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B 3.下列物質(zhì)

4、中,主要成分不是SiO2的是（ ） A.金剛砂 B.瑪瑙 C.水晶 D.石英A實(shí)驗(yàn)4-1：在試管中加入3-5ml飽和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時(shí)停止。靜置，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：溶液變紅，加入鹽酸后生成膠狀沉淀。Na2SiO3+2HCl=2NaCl+ H2SiO3 二、硅酸二、硅酸（H2SiO3)（2）硅酸的存在 硅酸濃度較小時(shí)易聚合形成硅酸溶膠 硅酸濃度較大時(shí)則形成硅酸凝膠 硅酸凝膠干燥脫水硅酸干凝膠， 又稱為硅膠 ，吸附水分能力強(qiáng)， 常用作 干燥劑，也用作催化劑的載體 1.硅酸的制備（1） SiO2不溶于水不溶于水，不

5、能和水化合生成酸實(shí)驗(yàn)室通過(guò)可溶性硅酸鹽可溶性硅酸鹽與 其他酸制得。硅膠泳帽硅膠泳帽硅膠干燥劑硅膠干燥劑不溶于水、不透水不溶于水、不透水耐腐蝕、穩(wěn)定耐腐蝕、穩(wěn)定無(wú)味無(wú)毒無(wú)味無(wú)毒吸附水的能力強(qiáng)吸附水的能力強(qiáng)(1)是一種很弱的酸,酸性比碳酸還要弱Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3 (2)不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定）受熱易分解： (3)硅酸在水中的溶解度很小。H2SiO3 = SiO2+H2O 2.硅酸的性質(zhì)4.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的 實(shí)驗(yàn)事實(shí)是（ ） A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水。 B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀 C.SiO2常溫下是固體，CO

6、2常溫下是氣體 D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體， 通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀B 5.下列物質(zhì)的變化，不能通過(guò)一步化學(xué) 反應(yīng)完成的是（ ） A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 D小結(jié)：自然界中不存在單質(zhì)硅，SiO2具有酸性氧化物的通性，可與強(qiáng)堿、堿性氧化物反應(yīng)。由于SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，故硅酸通過(guò)可溶性硅酸鹽與 其他酸制得硅的化合物3、硅酸鹽 硅酸鹽是由硅酸鹽是由硅、氧硅、氧和和金屬元素金屬元素組成的化合組成的化合物的總稱。物的總稱。 硅酸鹽是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)化合物，一般都硅酸鹽是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)化合物，一般都

7、不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)探究4-2實(shí)驗(yàn)步驟：取兩個(gè)小木條或?yàn)V紙條，分別放入蒸餾水和 Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取 出稍瀝干（不再滴液后），同時(shí)分別放置在酒精 燈外焰外。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：被蒸餾水浸透的小木條或?yàn)V紙條一段時(shí)間后會(huì)著 火燃燒，而被飽和Na2SiO3溶液浸透的小木條或 濾紙條則不會(huì)著火燃燒。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Na2SiO3可用作防火劑。硅酸鹽的表示方法：化學(xué)式法：化學(xué)式法：硅酸鈉硅酸鈉：Na2SiO3硅酸鈣：硅酸鈣：CaSiO3氧化物法：氧化物法：氧化物（低價(jià)氧化物（低價(jià)高價(jià)）高價(jià)）二氧化硅二氧化硅水水硅酸鈉：硅酸鈉：Na2O SiO2硅酸鈣：硅酸鈣：

8、 CaO SiO2石棉：CaO3MgO4SiO2長(zhǎng)石：K2OAI2O36SiO2黏土：AI2O32SiO22H2O高嶺石：高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3 2SiO22H2O鈣長(zhǎng)石：鈣長(zhǎng)石：CaAl2SiO6CaO Al2O3 SiO2壓電陶瓷點(diǎn)火器壓電陶瓷點(diǎn)火器發(fā)動(dòng)機(jī)中的氮化硅陶瓷部件發(fā)動(dòng)機(jī)中的氮化硅陶瓷部件生物陶瓷制品生物陶瓷制品壓電陶瓷壓電陶瓷高純氧化鋁透明陶瓷管高純氧化鋁透明陶瓷管硅單質(zhì)1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)硅有幾種同素異形體？硅有幾種同素異形體？ 硅有硅有晶體硅晶體硅和和無(wú)定形無(wú)定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。有金屬光澤、

9、硬而脆的固體。為什么晶體硅的熔沸點(diǎn)高、硬度大？為什么晶體硅的熔沸點(diǎn)高、硬度大？硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高高，硬度，硬度大大。硅的導(dǎo)電性如何？硅的導(dǎo)電性如何？導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2、化學(xué)性質(zhì) 常溫下常溫下很穩(wěn)定，只與很穩(wěn)定，只與氟氣、氫氟酸、氟氣、氫氟酸、 強(qiáng)堿溶液強(qiáng)堿溶液反應(yīng)；反應(yīng)； 加熱時(shí)加熱時(shí)能和氧氣、氯氣、氫氣等能和氧氣、氯氣、氫氣等非金屬非金屬反反應(yīng)。應(yīng)。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2Si O2 SiO2Si 2H2 SiH4（不穩(wěn)定）（不穩(wěn)定）高

10、溫高溫Si+2Cl2 SiCl43、硅的用途、硅的用途 硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用途非途非常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來(lái)來(lái)制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體體器件，還可以制成太陽(yáng)能電池，可制成有器件，還可以制成太陽(yáng)能電池，可制成有良良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心硅芯片是各種計(jì)算機(jī)、微電子產(chǎn)品的核心 1、下列有關(guān)物質(zhì)的用途（括號(hào)中為用下列有關(guān)物質(zhì)的用途（括號(hào)中為用途）錯(cuò)誤的是（

11、途）錯(cuò)誤的是（ ） （A）鍺和硅（半導(dǎo)體材料）鍺和硅（半導(dǎo)體材料） （B）二氧化硅（制光導(dǎo)纖維）二氧化硅（制光導(dǎo)纖維） （C）水玻璃（用作粘合劑）水玻璃（用作粘合劑） （D）原硅酸（用作耐火材料）原硅酸（用作耐火材料） 2、將過(guò)量的二氧化碳分別通入氯化鈣將過(guò)量的二氧化碳分別通入氯化鈣溶液溶液 硅酸鈉溶液硅酸鈉溶液 次氯酸鈣溶液次氯酸鈣溶液 飽和碳酸鈉的溶液，最終溶液中有白色飽和碳酸鈉的溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是（沉淀析出的是（ ） （A） （B） （C） （D） 3、假設(shè)、假設(shè)SiO2晶體中的晶體中的Si原子被原子被Al原子取代，原子取代，不足的價(jià)數(shù)由不足的價(jià)數(shù)由K原子補(bǔ)充，當(dāng)有原子補(bǔ)

12、充，當(dāng)有25%的硅的硅原子被取代時(shí)，可形成正長(zhǎng)石的主要成原子被取代時(shí)，可形成正長(zhǎng)石的主要成分，則正長(zhǎng)石的主要成分的化學(xué)式為分，則正長(zhǎng)石的主要成分的化學(xué)式為（ ） AKAlSi3O8 BKAlSi2O6 CKAlSiO4 DKAlSi4O10 4、當(dāng)下列物質(zhì)分別滴入醋酸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生、當(dāng)下列物質(zhì)分別滴入醋酸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相同氣體的是（相同氣體的是（ ） 大理石大理石 鐘乳石鍋垢貝殼蛋殼鐘乳石鍋垢貝殼蛋殼 A只有只有 B只有只有 C只有只有 D 5、下列說(shuō)法中能反映酸性氧化物最本質(zhì)、下列說(shuō)法中能反映酸性氧化物最本質(zhì)特點(diǎn)的是（特點(diǎn)的是（ ） A酸性氧化物是可與水化合成酸的氧化酸性氧化物是可與水化合成酸的氧化物物 B酸性氧化物是電解質(zhì)，在水溶液中能酸性氧化物是電解質(zhì)，在水溶液中能電離出電離出H+ C酸性氧化物一定是非金屬氧化物酸性氧化物一定是非金屬氧化物 D酸性氧化物是與堿反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽