江西省臨川區(qū)第二中學(xué)學(xué)年高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角 硅課件 新人教

1、Al-7.73%O-48.60%Si-26.30%地殼中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)2021/8/8 星期日1第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅Si-26.30%2021/8/8 星期日22021/8/8 星期日3一、硅在自然界的存在：硅的氧化物硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%硅在地殼中含量第二，是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。硅是一種親氧元素，無游離態(tài)，在自然界中它總是與氧相互化合的2021/8/8 星期日4石英2021/8/8 星期日5水晶大而透明棱柱狀的石英叫水晶。因含有微量雜質(zhì)的水晶會帶有不同顏色，有紫水晶、茶晶、墨晶等2021/8/8 星期日6瑪瑙具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖⒎Q為瑪瑙2021/8/8 星期日7沙子

2、2021/8/8 星期日8二、二氧化硅（SiO2）1.天然SiO2的存在形式結(jié)晶形（石英晶體）無定形二氧化硅 （統(tǒng)稱硅石）水晶瑪瑙沙子硅藻土，硅藻的遺體2021/8/8 星期日9硅2021/8/8 星期日10硅 Si+14 2 8 4+6 2 4碳 C 它們的原子既不易失去也不易得到電子，形成四價的化合物。 硅是一種親氧元素，在自然界中總是與氧化合，而碳沒有此特點。2021/8/8 星期日112.結(jié)構(gòu)：原子晶體3.物理性質(zhì)： 不溶、熔點高、硬度大SiO2晶體：由Si和O按1:2的比例組成的正四面體立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體（無單個SiO2分子存在）注意：SiO是表示組成的最簡化學(xué)式，僅表示二氧化硅晶體

3、中硅和氧的原子個數(shù)之比1090282021/8/8 星期日12（2）氧化性 SiO2 + 2C = Si + 2CO 4.化學(xué)性質(zhì)：（穩(wěn)定）（1）酸性氧化物 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 應(yīng)用：裝NaOH的試劑瓶不能用玻璃塞，要用橡膠塞高溫 SiO2 + CaO = CaSiO3高溫2021/8/8 星期日13（3）特性：與氫氟酸（HF）反應(yīng) SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O 應(yīng)用：HF用于刻蝕玻璃；用塑料瓶裝HF2021/8/8 星期日14思考題下列說法錯誤的是（ ） A. SiO2 是二氧化硅的化學(xué)式 B. SiO2 晶體是由Si和O按1:2的比例

4、所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體C. 沙子里含無定形二氧化硅 D. 石英就是水晶 E. SiO2 從古到今被人類廣泛地應(yīng)用著，是因為SiO2 的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和它在自然界的廣泛存在 C D2021/8/8 星期日151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下列反應(yīng)能說明二氧化硅是酸性氧化物的是 ASiO2 +2C=Si+2CO BSiO2 +2NaOH=Na2SiO3+H2O CSiO2 +4HF=SiF4+2H2O DSiO2 +CaCO3=CaSiO3+CO23下列物質(zhì)中，不能用玻璃瓶來盛裝的是A. 燒堿溶液 B. 濃硫酸

5、C. 氫氟酸 D. 碳酸鈉溶液BBC2021/8/8 星期日16沙子建筑材料純凈的SiO2現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品、光導(dǎo)纖維水晶、瑪瑙飾物和工藝品5.用途：（P75）光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡2021/8/8 星期日17三、硅酸（H2SiO3）1.制備：Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3(膠體) + 2NaCl強(qiáng)酸 弱酸Na2SiO3 + H2O + CO2 = H2SiO3(膠體) + Na2CO3弱酸 更弱酸2.物理性質(zhì)：不溶于水的白色膠狀沉淀3.用途：溶膠 凝膠 硅膠 硅膠用作 干燥劑、催化劑的載體酸性2021/8/8 星期日18思考：設(shè)計實驗一次性證明酸性：鹽酸碳酸硅酸，并試著畫出裝置圖。稀

6、鹽酸大理石飽和NaHCO3溶液Na2SiO3溶液2021/8/8 星期日194.化學(xué)性質(zhì)：酸性比碳酸還弱的弱酸（1）與堿反應(yīng)H2SiO3 + 2NaOH= Na2SiO3+ 2H2O（2）不穩(wěn)定性H2SiO3 = SiO2+ H2O2021/8/8 星期日202021/8/8 星期日212.Na2SiO3泡花堿（1）可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，顯堿性（2）用途：制備硅膠和木材防火劑等的原料1.存在形式天然：巖石、土壤等合成：陶瓷、玻璃、水泥等四、硅酸鹽（很穩(wěn)定，大多不溶于水）2021/8/8 星期日223.硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷原料黏土、石灰石石英、石灰石、純堿黏土設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷

7、窯變化復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程N(yùn)a2CO3 + SiO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+ SiO2= CaSiO3+CO2加水混合成型干燥燒結(jié)冷卻組成3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2硅酸鹽用途建筑材料玻璃瓶、化學(xué)實驗用玻璃儀器、窗玻璃在工農(nóng)業(yè)、科技生活、實驗室應(yīng)用廣泛高溫高溫2021/8/8 星期日231、將足量CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后所得的固體物質(zhì)是（ ） A Na2SiO3 B Na2CO3、Na2SiO3 C Na2CO3、SiO2 D SiO2練習(xí)A2021/8/8 星期日24幾種常見玻璃

8、簡介普通玻璃因混有鐵的化合物顯淺綠色藍(lán)玻璃紅玻璃鉛玻璃光學(xué)儀器玻璃鋼化玻璃光纖玻璃光導(dǎo)纖維：1964年8月華裔科學(xué)家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽(yù)為“纖維光學(xué)之父”。比頭發(fā)絲還細(xì)的一對光導(dǎo)纖維上同時傳送3萬門電話且中繼距離長達(dá)2050Km，保密性能好。 在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。 把普通玻璃放在電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃大46倍，不易破碎。幾種常見的玻璃2021/8/8 星期日25Na2SiO3 :Al2(Si2O5)(OH)4 ：Ca(Al2Si3O10)3H2O鈣沸石正長石高嶺石CaOAl

9、2O33SiO23H2OK2OAl2O36SiO2活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物 二氧化硅 水Na2OSiO2Al2O32SiO22H2OKAlSi3O8 4.硅酸鹽的表示方法種類繁多、復(fù)雜（常用氧化物形式表示）2021/8/8 星期日26無機(jī)非金屬材料的主角硅2021/8/8 星期日27五、硅單質(zhì)2.單質(zhì)硅晶體無定形1.晶體硅：有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高、硬度大、質(zhì)脆。SiO2 + 3C = SiC (金剛砂)+ 2CO 制備：SiO2 + 2C = Si(粗硅) + 2CO 提純：Si(粗硅) + 2Cl2 = SiCl4 SiCl4 + 2H2 = Si(純) + 4HCl高溫高溫原子晶體，正四面體立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)2021/8/8 星期日283、化學(xué)性質(zhì)常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，單質(zhì)硅在常溫下只與F2、NaOH溶液、HF三種物質(zhì)反應(yīng)Si + O2 = SiO2Si + 2F2 =SiF4 （1）與