第四章第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅課件（第一課時(shí)）

1、美麗的玻璃雕花藝術(shù)美麗的玻璃雕花藝術(shù)商丘一高商丘一高 游斌游斌景德鎮(zhèn)陶瓷景德鎮(zhèn)陶瓷秦磚漢瓦秦磚漢瓦三峽大壩三峽大壩東方明珠東方明珠悲壯塔克拉瑪干悲壯塔克拉瑪干豐富多彩的非金屬物質(zhì)，是構(gòu)成美麗地球的重要因素豐富多彩的非金屬物質(zhì)，是構(gòu)成美麗地球的重要因素硅硅 扮演了極其重要的角色扮演了極其重要的角色第一節(jié)第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角無(wú)機(jī)非金屬材料的主角_硅硅硅谷硅谷:思考思考:提及到提及到“硅這一個(gè)詞硅這一個(gè)詞,你能聯(lián)想到哪些你能聯(lián)想到哪些?美國(guó)新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)美國(guó)新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),電子技術(shù)研究電子技術(shù)研究中心中心,計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的重要基地計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的重要基地,位于加利福尼亞位于加利福尼亞

2、州圣弗朗西斯科南端州圣弗朗西斯科南端.由于它集中了全世界由于它集中了全世界0以上的著名半導(dǎo)體公司，而半導(dǎo)體的以上的著名半導(dǎo)體公司，而半導(dǎo)體的根本元件是硅片，所以該地區(qū)被稱為根本元件是硅片，所以該地區(qū)被稱為“硅谷。硅谷。 半導(dǎo)體半導(dǎo)體: 單晶硅是半導(dǎo)體器材的核心材料。單晶硅是半導(dǎo)體器材的核心材料。沙子、石英、水晶沙子、石英、水晶:主要成分是硅的氧化物主要成分是硅的氧化物光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維:從石英玻璃熔融體中從石英玻璃熔融體中,拉出直徑為拉出直徑為100微米的細(xì)絲微米的細(xì)絲.再把千百根光再把千百根光導(dǎo)纖維組合并增強(qiáng)處理導(dǎo)纖維組合并增強(qiáng)處理,就制成就制成成光纜成光纜. 其優(yōu)點(diǎn)其優(yōu)點(diǎn):質(zhì)輕質(zhì)輕,體積小體

3、積小,輸送距離輸送距離長(zhǎng)長(zhǎng),保密性好保密性好,本錢低本錢低.SiSi元素在地殼中的含量排在第幾位？元素在地殼中的含量排在第幾位？你知道嗎？你知道嗎？硅原子最外層電子數(shù)是多少？我們很熟悉的哪種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？元素最外層電子數(shù)與它相同？思考：思考：硅和碳一樣硅和碳一樣,其原子其原子既不易失去電子，也不易得到電子，既不易失去電子，也不易得到電子，主要形成主要形成正正四價(jià)化合物四價(jià)化合物。CSi碳碳是構(gòu)成有機(jī)物是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素的主要元素硅硅是構(gòu)成巖石和許是構(gòu)成巖石和許多礦物的主要元素多礦物的主要元素從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)硅從原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)硅“豪門雙雄豪門

4、雙雄碳和硅在自然界中存在形式有碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？所不同的原因是什么？碳和硅都是碳和硅都是親氧元素親氧元素，但是硅的，但是硅的親氧能力親氧能力更強(qiáng)更強(qiáng) Si Si在自然界中無(wú)單質(zhì)狀態(tài)，均以化在自然界中無(wú)單質(zhì)狀態(tài)，均以化合態(tài)形式存在。合態(tài)形式存在。 化合態(tài)：硅的氧化物和硅酸鹽化合態(tài)：硅的氧化物和硅酸鹽思思 考：考：閱讀課本閱讀課本P74P74 硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大局部的巖石、沙子和土地殼中大局部的巖石、沙子和土壤、約占地殼質(zhì)量的壤、約占地殼質(zhì)量的90%以上。以上。 一、二氧化硅(SiO2)二氧化硅廣泛存二氧化硅廣泛存在于自然界中，在于

5、自然界中，與其他礦物共同與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。天構(gòu)成了巖石。天然二氧化硅也叫然二氧化硅也叫硅石硅石，是一種堅(jiān)，是一種堅(jiān)硬難熔的固體。硬難熔的固體。硅石硅石硅礦山硅礦山思考題：思考題：硅石可以分成幾類？閱讀硅石可以分成幾類？閱讀74-75頁(yè)頁(yè),畫出硅石畫出硅石分類的樹狀分類圖。分類的樹狀分類圖。硅石硅石結(jié)晶形石英結(jié)晶形石英無(wú)定形無(wú)定形無(wú)色透明無(wú)色透明彩色環(huán)帶或?qū)訝畈噬h(huán)帶或?qū)訝钏К旇К旇К旇К旇匙由匙铀Э茖W(xué)視野科學(xué)視野 二氧化硅的根本結(jié)構(gòu)單元二氧化硅的根本結(jié)構(gòu)單元是如下圖的四面體是如下圖的四面體 每每1個(gè)個(gè)Si原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合4個(gè)個(gè)O原子，原子，Si在中心在中心,O在四

6、個(gè)頂在四個(gè)頂角角.同時(shí)每同時(shí)每1個(gè)個(gè)O原子周圍結(jié)合原子周圍結(jié)合2個(gè)個(gè)Si原子相結(jié)合。原子相結(jié)合。 二氧化硅中硅原子與氧原二氧化硅中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)比為子個(gè)數(shù)比為1：2, 通常用通常用SiO2來(lái)表示二氧化硅的組成來(lái)表示二氧化硅的組成.應(yīng)用應(yīng)用：光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子儀器、工藝品水晶、瑪瑙、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡物理性質(zhì)物理性質(zhì):_化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性:_硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水很穩(wěn)定很穩(wěn)定思考與交流思考與交流 根據(jù)根據(jù)SiO2的存在和應(yīng)用，請(qǐng)你分析的存在和應(yīng)用，請(qǐng)你分析以下問題：以下問題： SiO2具有哪些物理性質(zhì)？化具有哪些物理性質(zhì)

7、？化學(xué)穩(wěn)定性如何？你的根據(jù)是什么？學(xué)穩(wěn)定性如何？你的根據(jù)是什么？ SiO2這些性質(zhì)是由什么決定的？這些性質(zhì)是由什么決定的？結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：SiO2的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)： 性質(zhì)穩(wěn)定性質(zhì)穩(wěn)定, , 不活潑不活潑2、難溶于水，不與水反響、難溶于水，不與水反響3、特性、特性SiO2 + CaO = CaSiO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高溫高溫1、是酸性氧化物是酸性氧化物4HF+SiO2=SiF4+2H2O 物物 質(zhì)質(zhì)二氧化硅二氧化硅(SiO2) 二氧化碳二氧化碳(CO2)與水反應(yīng)與水反應(yīng)-與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)-與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿性氧化

8、物與堿性氧化物反應(yīng)反應(yīng)SiO2與與CO2化學(xué)性質(zhì)的比較化學(xué)性質(zhì)的比較 2223222222324 2223223二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，能與二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反響氫氟酸反響 高溫高溫合作討論一：合作討論一：1 1、為什么實(shí)驗(yàn)室中盛、為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶要用放堿液的試劑瓶要用橡皮塞而不能用玻璃橡皮塞而不能用玻璃塞玻璃中含有塞玻璃中含有SiO2SiO2？2 2、實(shí)驗(yàn)室能否用玻璃、實(shí)驗(yàn)室能否用玻璃瓶保存氫氟酸？瓶保存氫氟酸？ 防止玻璃中的防止玻璃中的SiO2與與NaOH溶液反溶液反響生成粘稠的響生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶，使瓶塞和瓶口粘在一起口粘在

9、一起 因?yàn)椴Ａе泻幸驗(yàn)椴Ａе泻蠸iO2，而，而SiO2可以跟可以跟HF酸發(fā)生反響，所以酸發(fā)生反響，所以HF酸酸可以腐蝕玻璃，從而不可用玻璃來(lái)可以腐蝕玻璃，從而不可用玻璃來(lái)盛氫氟酸；而用塑料瓶。盛氫氟酸；而用塑料瓶。思考：思考：一般的玻璃主要成分是一般的玻璃主要成分是SiO2 都是光滑的，透明的，都是光滑的，透明的，但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案，這些圖案是怎樣但我們也常見一些玻璃制品有美麗的圖案，這些圖案是怎樣“繪上去的呢？繪上去的呢？-利用氫氟酸和利用氫氟酸和SiO2反響的原理反響的原理二：硅酸二：硅酸H2SiO3很弱的酸，溶解度很小。很弱的酸，溶解度很小。如何制得硅酸？能用如何制

10、得硅酸？能用SiO2SiO2與水反響制得與水反響制得嗎？為什么？嗎？為什么？由于由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通過不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反響制得的?？扇苄怨杷猁}與其它酸反響制得的。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-14-1：向飽和：向飽和NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中滴入溶液中滴入 1 12 2滴酚酞，再逐漸滴入稀鹽酸，至溶滴酚酞，再逐漸滴入稀鹽酸，至溶液紅色變淺并接近消失時(shí)停止。液紅色變淺并接近消失時(shí)停止?，F(xiàn)現(xiàn) 象象結(jié)結(jié) 論論方程式方程式 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈紅色紅色Na2SiO3呈堿性呈堿性Na2SiO3+2HCl = H2SiO3膠體膠體 +2NaCl實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究

11、1：滴入鹽酸有硅酸凝膠產(chǎn)生滴入鹽酸有硅酸凝膠產(chǎn)生硅酸難溶于水硅酸難溶于水硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何硅酸的酸性比鹽酸弱，那么硅酸酸性與碳酸相比較如何呢？請(qǐng)你根據(jù)所給的儀器及藥品設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證你的呢？請(qǐng)你根據(jù)所給的儀器及藥品設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證你的推斷。推斷。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：將將CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中儀器：試管假設(shè)干，單孔橡膠塞，導(dǎo)氣管儀器：試管假設(shè)干，單孔橡膠塞，導(dǎo)氣管藥品：稀鹽酸藥品：稀鹽酸 大理石大理石 飽和飽和Na2SiO3溶液溶液硅酸凝膠經(jīng)枯燥脫水就形成干膠，稱為硅酸凝膠經(jīng)枯燥脫水就形成干膠，稱為“硅膠。硅膠。硅膠多孔，吸附水份能力強(qiáng)

12、，常用作實(shí)驗(yàn)硅膠多孔，吸附水份能力強(qiáng)，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品等的枯燥劑，也室和袋裝食品、瓶裝藥品等的枯燥劑，也可以用作催化劑的載體?？梢杂米鞔呋瘎┑妮d體。本節(jié)小結(jié)：本節(jié)小結(jié)： 1.硅的存在及原子結(jié)構(gòu)硅的存在及原子結(jié)構(gòu) 2.二氧化硅二氧化硅 1二氧化硅的結(jié)構(gòu)、存在、用途二氧化硅的結(jié)構(gòu)、存在、用途 2二氧化硅的物理性質(zhì)二氧化硅的物理性質(zhì) 二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)： 酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性 特性：特性： 不能與水反響不能與水反響 與氫氟酸反響與氫氟酸反響 3.硅酸的性質(zhì)、用途及制備硅酸的性質(zhì)、用途及制備 課堂練習(xí)課堂練習(xí):D2 2、以下物質(zhì)中、以下物質(zhì)中, , 能用帶磨口玻璃塞能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶盛放的是的試劑瓶盛放的是( ) ( ) A A、濃硫酸、濃硫酸 B B、氫氧化鉀、氫氧化鉀 C C、氫氟酸、氫氟酸 D D、燒堿、燒