[中学联盟]湖南省平江县第三中学高一化学课件：41硅酸盐与硅单质（共41张PPT）[1].ppt

第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物无机非金属材料的主角硅无机非金属材料的主角硅（第二课时）（第二课时）第一节第一节单晶硅单晶硅发电硅（硅（SiSi）硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体1 1、灰黑色，有金属光泽，硬而、灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体脆的固体; ;2 2、熔、沸点高、硬度大、熔、沸点高、硬度大; ;3 3、晶体硅是良好的半导体、晶体硅是良好的半导体. .常温下，硅的化学性质常温下，硅的化学性质不活泼不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。能跟一些非金属反应。zxxkw1 1、与氟气反应：、与氟气反应：2 2、与氢氟酸反应：、与氢氟酸反应：3 3、与强碱溶液反应：、与强碱溶液反应：4 4、与氯气反应：、与氯气反应：5 5、与氧气反应、与氧气反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2常温化学性质化学性质制法制法SiO2 + 2C = Si + 2CO高温高温工业上：SiO2 粗硅 SiCl4 Si+C +Cl2 精馏精馏+H2高温高温高温高温高温高温SiO2+2C = 2CO +Si(含杂质的粗硅)Si+2Cl2 = SiCl4生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2还原SiCl4+2H2=4HCl+Si(纯度高的多晶硅)高温高温高温高温高温高温用途用途晶体硅的导电性介于导体和半晶体硅的导电性介于导体和半导体之间导体之间, ,是良好的是良好的半导体材半导体材料料, ,信息技术的关键材料信息技术的关键材料。 在美国旧金山，有个最大在美国旧金山，有个最大的高科技工业园区，称之为的高科技工业园区，称之为“硅谷硅谷”，它是现代电子工业，它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常硅在电子工业革命中起着非常重要作用。重要作用。以硅为基础而制成以硅为基础而制成的晶体管是计算机的心脏。的晶体管是计算机的心脏。高纯硅高纯硅硅在工业上的用途硅在工业上的用途硅在能源方面的用途单晶硅电池板晶体硅光电池硅在航天方面的用途 第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时磨擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。 哥伦比亚航天飞机china-瓷器瓷器学.科.网无机非金属材料 硅酸盐产品硅酸盐产品（传统）（传统） 硅酸盐是由硅酸盐是由_、_和和_元元素组成的化合物的总称。硅酸盐是一类素组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结 构 复 杂 的 物 质 ， 一 般 都结 构 复 杂 的 物 质 ， 一 般 都_，化学性质，化学性质_。阅读检测 盐化学式法（盐化学式法（Na2SiO3 ） 用氧化物的形式表示用氧化物的形式表示（Na2OSiO2 ） 硅酸盐的表示方法硅酸盐的表示方法 写对应氧化物写对应氧化物 金属氧化物金属氧化物二氧化硅二氧化硅水（水（金属按活动顺序表金属按活动顺序表） 用用“”隔开隔开 按原子个数比配置按原子个数比配置 分数化整分数化整 注意：注意：实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以种种在的，而是以种种结构复杂的盐结构复杂的盐的形式存在的。的形式存在的。 K2O3Al2O36SiO22H2OK(Al3Si3O10)(OH)219 长石长石 KAlSi3O8红柱石红柱石Al2SiO5钙镁石榴子石钙镁石榴子石 Ca3Al2Si3O12镁橄榄石镁橄榄石Mg2SiO4 硅酸钠的水溶液俗称硅酸钠的水溶液俗称_，又称，又称_可用作肥皂填料、黏胶剂、制备可用作肥皂填料、黏胶剂、制备_及木材防火剂等。及木材防火剂等。 不作处理不作处理放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论23实验4-2三大产品玻璃水泥陶瓷1、玻璃 生产原理： 纯碱、石灰石和石英 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3 +SiO2=CaSiO3 + CO2高温高温玻璃的生产原料：普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2组成的混合物。或Na2OCaO6SiO2；玻璃无固定的熔沸点，在一定温度范围内软化。 玻璃的性能：zxxkw各式各样各式各样的玻璃的玻璃万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。万丈高楼平地起，穿针引线是水泥。湘乡水泥厂水硬性水硬性生产过程：黏土和石灰石。两磨、一烧。研磨煅烧再磨成细粉；硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙(2CaOSiO2) 混合物铝酸三钙(3CaOAl2O3)水泥的生产原料：普通硅酸盐水泥的成分：2、水泥 3、陶瓷： 陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点，因此，陶瓷制品一直为人们所喜爱。家用陶瓷隋带烧制的隋带烧制的三彩陶骆驼三彩陶骆驼江西景德镇所烧制的瓷器33SiC 金刚砂金刚砂 硬度大硬度大34硅钢硅钢 导磁性导磁性35硅橡胶硅橡胶既耐高温又耐低温既耐高温又耐低温保持良好弹性保持良好弹性新型无机非金属材料：新型无机非金属材料：新型陶瓷新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等硅元素硅元素单质硅单质硅Si + F2Si + HFSi + NaOH 加热能与某加热能与某些非金属单些非金属单质反应（质反应（O2、Cl2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅是光导纤维二氧化硅是光导纤维的主要原料，光导纤的主要原料，光导纤维可用作通讯材料和维可用作通讯材料和制造医用内窥镜等制造医用内窥镜等硅可制造集成路、硅可制造集成路、太阳能电池等；硅太阳能电池等；硅合金可用来制造变合金可用来制造变压器铁芯、耐酸设压器铁芯、耐酸设备等。备等。只有化合态只有化合态SiO2硅酸盐硅酸盐C 高温高温HF无游离态无游离态常温不活泼常温不活泼作业：习题作业：习题1、4归纳归纳总结总结1.下列物质中属于纯净物的是下列物质中属于纯净物的是( ) A.Na2CO310H2O B.水泥水泥 C.纯净的盐酸纯净的盐酸 D.普通玻璃普通玻璃3.下列物质有固定熔点的是（）下列物质有固定熔点的是（）A.水泥水泥 B.玻璃玻璃C.Na2OSiO2 D.水玻璃水玻璃 2.下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )A.酸均不能与酸性氧化物反应酸均不能与酸性氧化物反应B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同ABDC相应练习相应练习1已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2现把11.5g钠和4.2g硅同时投入100g水中，在标况下可收集到H2多少L？（提示：与Si反应的NaOH是过量的）解：解：Na1/2H223 1/222.411.5 XSi2H228 222.44.2 YY=(4.2 2 22.4)/28=6.72(L)VH2=5.6+6.72=12.32(L)1222.411.5235.6LX相应练习相应练习2在实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，也可得到粗硅，反 应的化学方程式为这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，有关反应的化学方程式为SiO2+2Mg=2MgO+Si高温MgO+2HCl=MgCl2+H2OMg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4Mg+2HCl=MgCl2+H2zxxkw