高中化学 第四章硅 无机非金属材料 鲁科版必修精选文档.ppt

高中化学 第四章 硅 无机非金属材料课件 鲁科版必修本讲稿第一页，共三十二页第四章材料家族中的元素第四章材料家族中的元素第第1节硅无机非金属材料节硅无机非金属材料本讲稿第二页，共三十二页本讲稿第三页，共三十二页(4)非非金金属属单单质质跟跟强强碱碱溶溶液液作作用用一一般般无无H2放放出出，但但Si能能与与强碱溶液反应放出强碱溶液反应放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(5)非非金金属属单单质质一一般般不不与与非非氧氧化化性性酸酸反反应应，但但硅硅能能与与氢氢氟氟酸反应：酸反应：Si4HF=SiF42H2。本讲稿第四页，共三十二页本讲稿第五页，共三十二页本讲稿第六页，共三十二页特特别别提提醒醒：(1)SiO2是是H2SiO3的的酸酸酐酐，但但它它不不溶溶于于水水，不不能能直直接将它与水反应来制取接将它与水反应来制取H2SiO3(2)SiO2是是一一种种类类似似于于金金刚刚石石的的立立体体网网状状结结构构的的晶晶体体，在在晶晶体体中中，Si原原子子和和O原原子子个个数数之之比比为为12，故故不不存存在在“SiO2”分分子子。而而CO2气气体体(或或固固体体、或或液液体体中中)存存在在独独立立的的“CO2”分分子子。故故SiO2 和和CO2的物理性质差别较大。的物理性质差别较大。(3)加加热热熔熔化化NaOH等等强强碱碱时时，不不能能用用玻玻璃璃试试管管或或瓷瓷坩坩埚埚。原因是玻璃或陶瓷中的原因是玻璃或陶瓷中的SO2与与NaOH发生反应。发生反应。本讲稿第七页，共三十二页下列关于硅和二氧化硅说法不正确的是下列关于硅和二氧化硅说法不正确的是()A晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体B硅硅的的化化学学性性质质很很稳稳定定，但但自自然然界界里里无无游游离离态态的的硅硅存存在在，常常温下可与其他某些物质发生反应温下可与其他某些物质发生反应C硅和二氧化硅都能与硅和二氧化硅都能与NaOH溶液反应溶液反应D工工业业上上用用焦焦炭炭在在高高温温条条件件下下还还原原二二氧氧化化硅硅来来制制备备硅硅说说明明通通常情况下还原性常情况下还原性CSi本讲稿第八页，共三十二页本讲稿第九页，共三十二页 变式训练变式训练1关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是(A)A在常温下，不与任何酸反应在常温下，不与任何酸反应B在常温下，可与强碱溶液反应在常温下，可与强碱溶液反应C在加热条件下，能与氧气反应在加热条件下，能与氧气反应D硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体本讲稿第十页，共三十二页解解析析：A项项，在在常常温温下下，Si能能与与氢氢氟氟酸酸反反应应，不不正正确确；Si在在常常温温下下能能与与强强碱碱溶溶液液反反应应，加加热热条条件件下下也也能能与与Cl2、O2等等反反应应，B、C正确；单质硅有晶体硅和无定形硅两种正确；单质硅有晶体硅和无定形硅两种，D正确。正确。本讲稿第十一页，共三十二页下列说法正确的是下列说法正确的是()A二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似BSiO2和和CO2溶于水都显酸性溶于水都显酸性CCO2通入通入Na2SiO3溶液中可制得硅酸溶液中可制得硅酸DSiO2和和CO2都是酸性氧化物，不与任何酸反应都是酸性氧化物，不与任何酸反应本讲稿第十二页，共三十二页解解析析：SiO2不不溶溶于于水水，与与水水不不反反应应，常常温温下下是是固固体体，硬硬度度较较大大，在在物物理理性性质质上上与与CO2的的差差别别很很大大；SiO2虽虽然然是是酸酸性性氧氧化化物物，与与很很多多酸酸都都不不反反应应，但但能能和和氢氢氟氟酸酸反反应应；由由于于H2CO3的的酸酸性性大大于于H2SiO3的的酸酸性性，故故把把CO2通通入入到到Na2SiO3溶溶液中可制得液中可制得H2SiO3答案：答案：C本讲稿第十三页，共三十二页 变式训练变式训练2下下列列物物质质的的变变化化，不不能能通通过过一一步步化化学学反反应应完完成成的的是是(C)ACO2H2CO3 BSiO2Na2SiO3CSiO2H2SiO3 DNa2O2 Na2CO3解析：解析：SiO2不能与水直接反应生成不能与水直接反应生成H2SiO3。本讲稿第十四页，共三十二页1硅酸盐。硅酸盐。(1)表示方法。表示方法。化学式法。化学式法。如如硅硅酸酸钠钠(Na2SiO3)、硅硅酸酸钙钙(CaSiO3)等等。此此法法一一般般用用于于组成比较简单的硅酸盐。组成比较简单的硅酸盐。氧化物法。氧化物法。本讲稿第十五页，共三十二页硅硅酸酸盐盐的的种种类类很很多多，结结构构也也很很复复杂杂，多多以以氧氧化化物物形形式式来来表表示示它它的组成，通式为的组成，通式为aMxOybSiO2cH2O。a当当金金属属不不止止一一种种时时，先先写写活活泼泼金金属属，再再写写较较活活泼泼金金属属，然后是二氧化硅，最后写水。然后是二氧化硅，最后写水。b氧氧化化物物化化学学式式之之间间用用“”隔隔开开，化化学学式式前前的的系系数数只只能能取取整整数，且只代表该氧化物本身。数，且只代表该氧化物本身。c氧氧化化物物前前系系数数配配置置原原则则：除除氧氧元元素素外外，其其他他元元素素尽尽量量按按配配置置前前后原子个数守恒原则配置系数。后原子个数守恒原则配置系数。本讲稿第十六页，共三十二页例如：硅酸钠：例如：硅酸钠：Na2SiO3Na2OSiO2，石棉：石棉：Mg3Ca(SiO3)4CaO3MgO4SiO2。(2)硅酸钠。硅酸钠。物物理理性性质质：可可溶溶于于水水，水水溶溶液液俗俗称称“水水玻玻璃璃”。“水水玻玻璃璃”具有很强的黏合性，是建筑行业常用的黏合剂。具有很强的黏合性，是建筑行业常用的黏合剂。化学性质：易与酸反应。化学性质：易与酸反应。本讲稿第十七页，共三十二页a与强酸反应：与强酸反应：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。b与与CO2反反应应：CO2不不足足，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3；CO2过过量量，Na2SiO32CO22H2O=2NaHCO3H2SiO3。本讲稿第十八页，共三十二页特特别别提提醒醒：(1)由由于于硅硅酸酸盐盐组组成成复复杂杂，用用氧氧化化物物表表示示其其 组组成成只只是是为为了简化对硅酸盐组成的表示了简化对硅酸盐组成的表示，不能理解成硅酸盐以氧化物形式存在。不能理解成硅酸盐以氧化物形式存在。(2)硅硅酸酸(H2SiO3)是是一一种种难难溶溶于于水水的的白白色色胶胶状状物物，酸酸性性比比碳碳酸酸还还弱弱，硅酸受热分解为二氧化硅和水。硅酸失去部分水后得硅胶。硅酸受热分解为二氧化硅和水。硅酸失去部分水后得硅胶。本讲稿第十九页，共三十二页2无机非金属材料。无机非金属材料。(1)传统的无机非金属材料传统的无机非金属材料硅酸盐产品。硅酸盐产品。本讲稿第二十页，共三十二页本讲稿第二十一页，共三十二页本讲稿第二十二页，共三十二页(双选双选)下列有关硅酸盐的叙述，正确的是下列有关硅酸盐的叙述，正确的是()A大大部部分分硅硅酸酸盐盐都都难难溶溶于于水水，Na2SiO3是是常常见见的的可可溶溶性性硅硅酸酸盐盐，其水溶液俗称水玻璃，可用作建筑黏合剂其水溶液俗称水玻璃，可用作建筑黏合剂B石英砂可与烧碱反应制水玻璃：石英砂可与烧碱反应制水玻璃：SiO22OH=SiOH2OC硅酸具有酸的通性，能使石蕊试液变红硅酸具有酸的通性，能使石蕊试液变红D石棉石棉Mg3Ca(SiO3)4可表示为氧化物形式可表示为氧化物形式3MgOCaO4SiO2本讲稿第二十三页，共三十二页解解析析：硅硅酸酸盐盐大大部部分分难难溶溶于于水水，常常见见硅硅酸酸盐盐中中只只有有Na2SiO3、K2SiO3等等可可溶溶，Na2SiO3的的水水溶溶液液具具有有黏黏性性，可可作作建建筑筑黏黏合合剂剂，A正正确确；石石英英砂砂成成分分为为SiO2，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O，NaOH、Na2SiO3为为强强电电解解质质可可拆拆成成离离子子形形式式，B正正确确；硅硅酸酸具具有有酸酸的的通通性性，例例如如能能与与碱碱反反应应，但但其其难难溶溶于于水水，不不能能使使石石蕊蕊变变色色，C错错；硅硅酸酸盐盐改改写写成成氧氧化化物物形形式式时时要要按按“较较活活泼泼金金属属氧氧化化物物较较不不活活泼泼金金属属氧氧化化物物二二氧氧化化硅硅水水”的的顺顺序序排排列列，由由于于Ca活活泼泼性性强强于于Mg，所所以以其其氧氧化化物物形式为形式为CaO3MgO4SiO2，D错。错。答案：答案：AB本讲稿第二十四页，共三十二页 变式训练变式训练3兵兵马马俑俑中中所所用用颜颜料料成成分分一一直直是是个个谜谜，近近年年来来科科学学家家才才得得知知大大多多为为硅硅酸酸盐盐，如如蓝蓝紫紫色色的的硅硅酸酸铜铜钡钡(BaCuSi2Ox，铜铜为为2价价)，下下列列关关于硅酸铜钡的说法不正确的是于硅酸铜钡的说法不正确的是(C)A可用氧化物形式表示为可用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO2B性质稳定，不易脱色性质稳定，不易脱色C易溶解于强酸和强碱易溶解于强酸和强碱Dx等于等于6本讲稿第二十五页，共三十二页本讲稿第二十六页，共三十二页下列有关硅材料的说法正确的是下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母填字母)。A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B氮化硅熔点高，硬度大，可用于制作高温陶瓷氮化硅熔点高，硬度大，可用于制作高温陶瓷C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维光导纤维D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E钢化玻璃通常用于车窗玻璃，破碎时没有尖锐的棱角钢化玻璃通常用于车窗玻璃，破碎时没有尖锐的棱角本讲稿第二十七页，共三十二页(2)氮氮化化硅硅陶陶瓷瓷是是一一种种新新型型无无机机非非金金属属材材料料，它它的的硬硬度度大大、熔熔点点高，化学性质稳定。请回答下列问题。高，化学性质稳定。请回答下列问题。工工业业上上普普遍遍采采用用高高纯纯度度硅硅与与纯纯氮氮在在1 300时时反反应应获获得得，写写出反应的化学方程式出反应的化学方程式_。根据性质推测氮化硅的用途根据性质推测氮化硅的用途_(填字母填字母)。A制气轮机叶片制气轮机叶片 B制有色玻璃制有色玻璃C制永久性模具制永久性模具 D制造轴承制造轴承本讲稿第二十八页，共三十二页本讲稿第二十九页，共三十二页 变式训练变式训练4(1)下列说法正确的是下列说法正确的是_。A硅硅酸酸盐盐大大多多数数不不溶溶于于水水，它它是是水水泥泥、陶陶瓷瓷、玻玻璃璃的的主主要成分要成分BH2SiO3既既可可由由SiO2溶溶于于水水制制得得，也也可可由由Na2SiO3和和其其他他酸酸(如盐酸如盐酸)反应制得反应制得C高高温温下下二二氧氧化化硅硅与与碳碳酸酸钠钠反反应应放放出出二二氧氧化化碳碳，说说明明硅硅酸酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强的酸性比碳酸强D钠长石钠长石(化学式化学式Na2OAl2O36SiO2)属于硅的氧化物属于硅的氧化物本讲稿第三十页，共三十二页(2)无无机机非非金金属属材材料料分分为为传传统统无无机机非非金金属属材材料料和和新新型型无无机机非非金金属属材材料料两两类类。下下列列属属于于传传统统无无机机非非金金属属材材料料产产品品的的是是_。玻玻璃璃氮氮化化硅硅陶陶瓷瓷砖砖瓦瓦硅硅芯芯片片光光导导纤纤维维水泥水泥本讲稿第三十一页，共三十二页解解析析：(1)选选A。二二氧氧化化硅硅与与碳碳酸酸钠钠反反应应放放出出二二氧氧化化碳碳，不不能能说说明明硅硅酸酸的的酸酸性性比比碳碳酸酸强强；SiO2不不溶溶于于水水，故故H2SiO3不不能能由由SiO2溶溶于于水水制制得得；碳碳酸酸酸酸性性比比硅硅酸酸强强；钠钠长长石石虽虽然然可可表表示示成成氧氧化化物物的的形形式式，但不是氧化物但不是氧化物，是硅酸盐。是硅酸盐。(2)光导纤维的主要成分是二氧化硅光导纤维的主要成分是二氧化硅，硅芯片是高纯度的硅。硅芯片是高纯度的硅。都是新型无机非金属材料。都是新型无机非金属材料。答案：答案：(1)A(2)本讲稿第三十二页，共三十二页