《从矿物到基础材料》PPT课件.ppt

山石山石海滩海滩沙漠沙漠紫水晶紫水晶玛瑙玛瑙石英石英专题专题3 从矿物到基础材料从矿物到基础材料第三单元第三单元 含硅矿物和信息材料含硅矿物和信息材料（一）硅酸盐矿物、传统材料和信（一）硅酸盐矿物、传统材料和信息材料的介绍（第一课时）。息材料的介绍（第一课时）。（二）单质硅、二氧化硅的结构和（二）单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途（第二课时）。性质及它们的用途（第二课时）。根据所学知识回答：根据所学知识回答：（2）硅元素在自然界中的存在）硅元素在自然界中的存在（1）硅元素在）硅元素在地壳中含量仅次于氧，居地壳中含量仅次于氧，居第二位，约占地壳质量的四分之一。第二位，约占地壳质量的四分之一。(3)主要形式是什么？主要形式是什么？（2）硅在自然界中没有游离态，只有化合）硅在自然界中没有游离态，只有化合态。态。（1 1）硅元素在地壳中的含量怎样？）硅元素在地壳中的含量怎样？一、硅一、硅(silicon)在自然界的存在在自然界的存在（3 3）硅元素化合态的主要存在形式是硅酸盐）硅元素化合态的主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅，据资料知地壳质量的和二氧化硅，据资料知地壳质量的9292是硅酸是硅酸盐和二氧化硅。盐和二氧化硅。二、硅酸盐（二、硅酸盐（silicatesilicate）的结构）的结构：问问：从硅酸盐的图片你感觉硅酸盐的性质和结构怎样从硅酸盐的图片你感觉硅酸盐的性质和结构怎样？1.硅酸盐性质稳定，在自然界中稳定存在。硅酸盐性质稳定，在自然界中稳定存在。2.硅酸盐结构复杂，常用氧化物的形式表示硅酸盐结构复杂，常用氧化物的形式表示比较比较方便。方便。如：如：硅酸钠硅酸钠 Na2SiO3：钠长石钠长石 NaAlSi3O8：白云母白云母 KAl3Si3O10(OH)2:Na2OSiO2Na2OAl2O36SiO2K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 练习练习：书写下列硅酸盐的氧化物形式书写下列硅酸盐的氧化物形式：1.辉石辉石 Mg2Si2O6 2.红柱石红柱石 Al2SiO5 3.绿泥石绿泥石 Al4Si4O10(OH)8 4绿帘石绿帘石 Ca2Al3Si3O12(OH)2MgO2SiO2Al2O3 SiO22Al2O3 4SiO2 4H2O4CaO 3Al2O3 6SiO2 H2O练习后总结书写规律：练习后总结书写规律：（1 1）元素的价态保持不变；）元素的价态保持不变；（2 2）各元素写成相应的氧化物，顺序按先金属后）各元素写成相应的氧化物，顺序按先金属后非金属非金属,金属元素中按金属活动顺序表。金属元素中按金属活动顺序表。（3 3）改写后的式子要与原化学式的原子个数比保）改写后的式子要与原化学式的原子个数比保持不变。持不变。三、三、硅酸钠（硅酸钠（sodium silicate）(Na2SiO3)的性质：的性质：1、Na2SiO3 是硅酸盐中少数几种溶于水中的一种，是硅酸盐中少数几种溶于水中的一种，硅酸钠能溶于水；水溶液称水玻璃。硅酸钠能溶于水；水溶液称水玻璃。是建筑行是建筑行业业的的黏合黏合剂剂，也用于木材的防腐和防，也用于木材的防腐和防火。火。2 2、Na2SiO3 的主要性质：的主要性质：离子方程式：离子方程式：SiO32-+CO2+2H2O=CO32-+H4SiO4Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4（原（原硅酸，白色胶状沉淀）硅酸，白色胶状沉淀）Na Na2 2SiOSiO3 3的性质：是无色晶体，易溶于水，水的性质：是无色晶体，易溶于水，水溶液呈碱性，熔点高，水溶液在空气中易变质，溶液呈碱性，熔点高，水溶液在空气中易变质，主要反应如下主要反应如下（学生探究性实验后总结）：（学生探究性实验后总结）：继续继续(或或H2SiO3)(或或H2SiO3)（1 1）在）在NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中通溶液中通COCO2 2有白色胶状沉淀：有白色胶状沉淀：思考思考：上述反应的原理是什么？说明了什么？上述反应的原理是什么？说明了什么？原硅酸原硅酸是白色胶状沉淀，弱酸，不稳定，易是白色胶状沉淀，弱酸，不稳定，易失水成失水成硅酸硅酸：H4SiO4=H2SiO3（硅酸）（硅酸）+H2O.硅酸硅酸也难溶于水，白色沉淀，也是弱酸，在也难溶于水，白色沉淀，也是弱酸，在方程式中可代替原硅酸书写。方程式中可代替原硅酸书写。硅酸不稳定受热易分解：硅酸不稳定受热易分解：H2SiO3 H2O+SiO2（加热分解）（加热分解）返回返回加热加热Na2SiO3+2CO2+2H2O2 NaHCO3+H2SiO3SiO3 2-+2CO2+2H2O 2HCO3-+H2SiO3 强酸制弱酸，强酸制弱酸，H2CO3的酸性强于的酸性强于H4SiO4或或H2SiO3。思考探究思考探究：在在Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸溶液中滴加稀盐酸有没有什么现象？实验后请写出实验现象、有没有什么现象？实验后请写出实验现象、反应方程式和离子方程式。反应方程式和离子方程式。，问：问：如果如果CO2通过量的话，反应方程式一样通过量的话，反应方程式一样吗？还有没有沉淀？并写出其离子方程式。吗？还有没有沉淀？并写出其离子方程式。(2)(2)在在Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3离子方程式：离子方程式：SiO32-+2H+=H2SiO3问：问：在上面的沉淀中加入氢氧化钠沉淀会溶解吗？在上面的沉淀中加入氢氧化钠沉淀会溶解吗？试一试看。试一试看。沉淀会溶解。沉淀会溶解。反应式：反应式：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O.离子方程式离子方程式：H2SiO3 2OH-=SiO32-+2 H2O.四、硅酸盐产品（传统材料）四、硅酸盐产品（传统材料）：问问：请你说说常见的硅酸盐产品有哪些？你能简：请你说说常见的硅酸盐产品有哪些？你能简要说说它们的生产吗？要说说它们的生产吗？下面我们来了解它们的应用、新发展。下面我们来了解它们的应用、新发展。继续继续观看录像时请注意硅酸盐生产的原料和产品的观看录像时请注意硅酸盐生产的原料和产品的主要成分。主要成分。然后我们来总结一下。然后我们来总结一下。玻璃生产的主要反应：玻璃生产的主要反应：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 ,SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2.高温高温返回返回 在玻璃的利用中用于制造光导纤维是目前信在玻璃的利用中用于制造光导纤维是目前信息材料中用途最广的，与我们的学习、生产、生息材料中用途最广的，与我们的学习、生产、生活密切相关。下面我们进一步了解光导纤维。活密切相关。下面我们进一步了解光导纤维。五、信息材料光导纤维五、信息材料光导纤维：阅读资料后总结：光导纤维的主要成分什么？主阅读资料后总结：光导纤维的主要成分什么？主要用于哪些方面？要用于哪些方面？光导纤维的主要成分是石英玻璃。主要用于：光导纤维的主要成分是石英玻璃。主要用于：信息传递（光缆）、光的传递、医生的助手（窥信息传递（光缆）、光的传递、医生的助手（窥探镜）、国防方面、工业生产中等等。探镜）、国防方面、工业生产中等等。硅酸盐除了以上的用途外还有新的用途硅酸盐除了以上的用途外还有新的用途筛分子筛分子。观看录像（光导纤维的生产、结构和作用）。观看录像（光导纤维的生产、结构和作用）。然后让学生来演示光导纤维的传导作用。然后让学生来演示光导纤维的传导作用。六、分子筛六、分子筛(molecular sieve)：阅读材料后总结分阅读材料后总结分子筛的用途：子筛的用途：利用硅酸利用硅酸盐内部结构的空隙，可盐内部结构的空隙，可用于用于分离、提纯气体或分离、提纯气体或液体混合物；还可以作液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工子产品处理、石油化工等方面。等方面。本课总结本课总结：通过以上内容的学习、了解、思维、：通过以上内容的学习、了解、思维、探索，我们已经认识到硅这古老而具有青春活探索，我们已经认识到硅这古老而具有青春活力的元素，伴随着人类历史发展的脚步，从传力的元素，伴随着人类历史发展的脚步，从传统材料到信息材料，为社会的发展创造了一个统材料到信息材料，为社会的发展创造了一个又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的发又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的发展，它们会创造更多的奇迹。有关硅单质和二展，它们会创造更多的奇迹。有关硅单质和二氧化硅的知识我们将在下节课一起讨论学习。氧化硅的知识我们将在下节课一起讨论学习。下面我们来做几道课堂练习。下面我们来做几道课堂练习。课堂练习：课堂练习：一、选择题：一、选择题：1 1下列说法错误的是：下列说法错误的是：（）A.A.在地壳中，硅元素大约占总质量的在地壳中，硅元素大约占总质量的1/41/4，居第二，居第二位；位；B.B.硅元素在自然界中既有游离态又有化合态；硅元素在自然界中既有游离态又有化合态；C.C.硅元素与氧元素形成的氧化物和硅酸盐是构成岩硅元素与氧元素形成的氧化物和硅酸盐是构成岩石的基础；石的基础；D.D.硅酸盐在自然界中能稳定存在。硅酸盐在自然界中能稳定存在。B B2 2水玻璃不具备的用途是水玻璃不具备的用途是 （）A.A.耐酸水泥掺料；耐酸水泥掺料；B.B.木材防腐剂；木材防腐剂；C.C.食品添加剂；食品添加剂；D.D.建筑材料黏合剂。建筑材料黏合剂。3 3下列工业生产，用石灰石作为原料的（下列工业生产，用石灰石作为原料的（）用海水为原料生产镁，用海水为原料生产镁，制硅酸盐水泥，制硅酸盐水泥，制制普通玻璃，普通玻璃，冶炼生铁，冶炼生铁，制漂白粉。制漂白粉。A.B.A.B.C.D.C.D.。C CA A4 4COCO2 2通入下列物质溶液中，在通入的过程中不通入下列物质溶液中，在通入的过程中不会有沉淀产生的是会有沉淀产生的是 （）2 2溶液溶液 B B石灰水石灰水 C C饱和的饱和的NaNa2 2COCO3 3溶液溶液 D DNaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液5 5高岭土的组成课表示为高岭土的组成课表示为AlAl2 2SiSi2 2O OX X(OH)(OH)Y Y,其中其中X X、Y Y的数值分别是的数值分别是 ()()A.7 A.7、2 B.62 B.6、3 3 C.5 C.5、4 D.34 D.3、6 6A AC C7 7钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车的车窗，钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车的车窗，它是将普通玻璃加热变软后迅速冷却得到的，制造它是将普通玻璃加热变软后迅速冷却得到的，制造钢化玻璃的原料是钢化玻璃的原料是 ()()A ANaNa2 2COCO3 3、CaCOCaCO3 3、SiOSiO2 2 B BNaNa2 2COCO3 3、CaCO CaCO3 3、SiOSiO2 2 、硼酸盐、硼酸盐 C CK K2 2COCO3 3、CaCOCaCO3 3、SiOSiO2 2 D DNaNa2 2SiOSiO3 3、CaCOCaCO3 3、PbO PbO A AC C8 8实验室中的实验室中的NaNa2 2SiOSiO3 3溶液长期放置，瓶底会出现溶液长期放置，瓶底会出现白色沉淀，形成沉淀的离子方程式是白色沉淀，形成沉淀的离子方程式是 取瓶中的上层清液滴入稀盐酸，既有气泡又有沉淀取瓶中的上层清液滴入稀盐酸，既有气泡又有沉淀生成，其离子方程式为生成，其离子方程式为:SiO32-+H2O+CO2=H2SiO3+CO32-；CO32-+2H+=H2O+CO2；SiO32-+2H+=H2SiO3。9 9氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大，熔氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾采用高纯硅与氮气点高，化学性质稳定，工业上曾采用高纯硅与氮气在在13001300反应得到。反应得到。（1 1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 。（2 2）氮化硅的化学式）氮化硅的化学式 ；（3 3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外它不）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式是化学方程式是 A、C、DSi3N4 Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3.1010矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中的可溶部分生成。此处所指的风化作用是指矿物与的可溶部分生成。此处所指的风化作用是指矿物与水和二氧化碳同时作用的过程，例如钾长石水和二氧化碳同时作用的过程，例如钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土（）风化生成高岭土（Al2Si2O5(OH)4）,此反应的离子方程式是此反应的离子方程式是2KAlSi3O8+2H2CO3+9H20=2K+2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,请问请问此反此反应应能能发发生的原因是什么？生的原因是什么？答：反应中碳酸的酸性相对强于硅酸的酸性，答：反应中碳酸的酸性相对强于硅酸的酸性，化学反应中相对强的酸可以制弱的酸，所以反应化学反应中相对强的酸可以制弱的酸，所以反应可以进行。可以进行。主要原料主要原料 产品主要成分产品主要成分 普通普通玻璃、玻璃、（glass）石英、纯碱、石石英、纯碱、石灰石灰石 普通普通水泥水泥(cement)、陶瓷陶瓷(china)返回返回黏土、石灰石、黏土、石灰石、少量石膏少量石膏 2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3黏土、石英沙黏土、石英沙产品成分复杂主要是产品成分复杂主要是硅酸盐硅酸盐 n(Nan(Na2 2SiOSiO3 3):n(CaSiO):n(CaSiO3 3):n(SiO):n(SiO2 2)=1:1:4)=1:1:4n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6继续继续水泥的标号水泥的标号 根据水泥在空气中硬化后所具有的抗压强度，根据水泥在空气中硬化后所具有的抗压强度，可将水泥标以不同的标号。例如：可将水泥标以不同的标号。例如：1份水泥和份水泥和2.5份份沙子混和制成的砂浆试样，在水中硬化沙子混和制成的砂浆试样，在水中硬化28天后，测天后，测得其抗压强度为得其抗压强度为41.7MPa，此水泥得标号为，此水泥得标号为425。常见得水泥标号有常见得水泥标号有325、425、525、625。水泥得标。水泥得标号越大，其抗压强度越大。号越大，其抗压强度越大。建筑用得水泥一般都是普通硅酸盐水泥，随着建筑用得水泥一般都是普通硅酸盐水泥，随着科技得不断发展，水泥家族增添了许多新成员。如科技得不断发展，水泥家族增添了许多新成员。如能在极短时间内凝固得快速水泥，能防止射线得防能在极短时间内凝固得快速水泥，能防止射线得防辐射水泥，具有不同颜色得彩色水泥等。辐射水泥，具有不同颜色得彩色水泥等。返回返回返回 白榴石白榴石 KAlSi2O6 白云母白云母 KAl3Si3O10(OH)2 沸石沸石 Na2(AlSi2O6)2 2H2O 绿柱石绿柱石 Ba3Al2Si6O18 矽线石矽线石 Al2SiO5 硬玉硬玉 NaAl(Si2O6)正长石正长石 KAlSi3O8 返回返回专题专题3 从矿物到基础材料从矿物到基础材料第三单元第三单元 含硅矿物和信息材料含硅矿物和信息材料（一）硅酸盐矿物、传统材料和（一）硅酸盐矿物、传统材料和信息材料的介绍（第一课时）。信息材料的介绍（第一课时）。（二）单质硅、二氧化硅的结构（二）单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途（第二课时）和性质及它们的用途（第二课时）。问：问：硅在自然界中无游离态，为什么？硅在自然界中无游离态，为什么？讨论推测：是不是单质硅的性质很活泼？讨论推测：是不是单质硅的性质很活泼？一、硅（一、硅（siliconsilicon）单质）单质 阅读资料总结用在集成电路上的硅是利用了阅读资料总结用在集成电路上的硅是利用了硅的什么性质？硅的什么性质？利用硅的导电性介于导体和绝缘体之间的性质。利用硅的导电性介于导体和绝缘体之间的性质。追问：你还能说出一些硅的性质吗？追问：你还能说出一些硅的性质吗？下面我们先来了解硅的结构、样品图。下面我们先来了解硅的结构、样品图。总结：硅的结构与我们学过的什么物质的结构总结：硅的结构与我们学过的什么物质的结构相似？相似？2.硅的物理性质硅的物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。于溶剂。1.硅的结构硅的结构：正四面体空间网状结构。与金刚正四面体空间网状结构。与金刚石结构相似。石结构相似。讨论推测讨论推测:硅应具有哪些性质？硅应具有哪些性质？（1 1）常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。）常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。Si+2F2=SiF4（气态）（气态）,Si+4HF=SiF4+2 H2,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,Si+2NaOH+4H2O=Na2SiO3+2H2+3H2O.4e-3.硅的化学性质硅的化学性质：通常硅的化学性质稳定。：通常硅的化学性质稳定。回忆：这个反应与我们前面学过的哪种金属回忆：这个反应与我们前面学过的哪种金属的反应类似？的反应类似？金属铝金属铝（2 2）加热高温能和氧气、氯气、氢气等反应：）加热高温能和氧气、氯气、氢气等反应：Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2,Si+2ClSi+2Cl2 2 SiCl SiCl4 4（液态），（液态），Si+2HSi+2H2 2 SiH SiH4 4（气态）（气态）高温高温高温思考探索思考探索：硅的性质通常时稳定的，那么自硅的性质通常时稳定的，那么自然界中为什么无游离态？请同学们课后查阅然界中为什么无游离态？请同学们课后查阅有关资料分析、讨论解决。有关资料分析、讨论解决。友情提示友情提示：硅具有亲氧性，同时地壳的运：硅具有亲氧性，同时地壳的运动也有一定的作用。动也有一定的作用。问：通过对硅的结构和性质的学习，你有什么启问：通过对硅的结构和性质的学习，你有什么启发？发？物质的结构决定性质。物质的结构决定性质。（1 1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；硅整流器等半导体器件；（2 2）制造太阳能；）制造太阳能；（3 3）制造合金，如含硅）制造合金，如含硅4 4（质量分数）的钢（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(15%(质量分质量分数数)的钢有良好的耐酸性等。的钢有良好的耐酸性等。问问：既然硅的作用非常重要，自然界中又没：既然硅的作用非常重要，自然界中又没有单质硅，那么工业是怎样生产的呢？有单质硅，那么工业是怎样生产的呢？4.硅的用途：硅的用途：制粗硅：制粗硅：SiOSiO2 2+2C +2C Si+2CO Si+2CO，制纯硅：制纯硅：Si+2ClSi+2Cl2 2 SiCl SiCl4 4(液态液态)，SiClSiCl4 4+2H+2H2 2 Si+4HCl Si+4HCl。高温高温高温 了解单质硅的有关性质，我们再来了解二了解单质硅的有关性质，我们再来了解二氧化硅的性质。氧化硅的性质。二、二氧化硅二、二氧化硅(silica)的存在、的存在、结构、结构、性质性质2.SiO2 的结构的结构：正四面体的空间网状结构。正四面体的空间网状结构。可以理解为在晶体硅的结构中两个硅原子中可以理解为在晶体硅的结构中两个硅原子中间插入一个氧原子。间插入一个氧原子。1.SiO2的存在的存在：在自然界中有较纯的水晶，含有在自然界中有较纯的水晶，含有少量杂质的石英、玛瑙和普遍存在的沙子，还有少量杂质的石英、玛瑙和普遍存在的沙子，还有无定形的硅藻土。自然界的二氧化硅又称硅石。无定形的硅藻土。自然界的二氧化硅又称硅石。讨论推测：讨论推测：SiO2的性质。的性质。总结：总结：（1 1）SiOSiO2 2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于物理性质：硬度大，熔点高，难溶于水等溶剂的固体。水等溶剂的固体。（2）SiOSiO2 2化学性质：常温下，性质稳定，只与化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。SiOSiO2 2+2F+2F2 2=SiF=SiF4 4+O+O2 2,SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O 3.SiOSiO2 2的性质的性质:问：这个反应在生活和生产问：这个反应在生活和生产中有什么实际作用？中有什么实际作用？雕刻玻璃雕刻玻璃问：这个反应的原理在实问：这个反应的原理在实验室中是怎样应用的？验室中是怎样应用的？装碱液试剂瓶不能用装碱液试剂瓶不能用玻璃塞。玻璃塞。加热高温：加热高温：SiOSiO2 2+2C +2C Si+2CO Si+2COSiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO CO2 2 SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3 CaSiO CaSiO3 3+CO CO2 2 高温高温高温4.SiOSiO2 2的用途：的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。光学仪器、电子工业等方面广泛应用。进一步证实物质的结构决定物质性质。进一步证实物质的结构决定物质性质。问：问：通过对二氧化硅的结构和性质的学习，你通过对二氧化硅的结构和性质的学习，你有什么收获？有什么收获？问：这两个反应用在什么生产中？能否说二氧化硅参加问：这两个反应用在什么生产中？能否说二氧化硅参加反应生成二氧化碳，就表面硅酸酸性强于碳酸？反应生成二氧化碳，就表面硅酸酸性强于碳酸？用在玻璃生产中；不能，强酸制弱酸是指在溶液中进行用在玻璃生产中；不能，强酸制弱酸是指在溶液中进行的复分解反应的规律。在干态下，遵循的是高沸点制低的复分解反应的规律。在干态下，遵循的是高沸点制低沸点。沸点。问题思考问题思考：1.1.你有没有发现实验室中，盛装碱液的试你有没有发现实验室中，盛装碱液的试剂瓶的塞子是什么塞？为什么不是玻璃塞？剂瓶的塞子是什么塞？为什么不是玻璃塞？答：是橡皮塞或软木塞。因为碱会和玻璃中的答：是橡皮塞或软木塞。因为碱会和玻璃中的SiOSiO2 2反应生成具有黏性的矿物胶（反应生成具有黏性的矿物胶（NaNa2 2SiOSiO3 3 ）,会会将塞子和瓶口黏住。将塞子和瓶口黏住。再问：再问：氟化氢气体用什么瓶收集？氢氟化氢气体用什么瓶收集？氢氟酸在实验室应如何储存？氟酸在实验室应如何储存？答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。氢氟答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。氢氟酸只能用塑料瓶或铅制容器盛放。酸只能用塑料瓶或铅制容器盛放。2 2请画出碳原子和硅原子的原子结构示意请画出碳原子和硅原子的原子结构示意图，比较两原子结构有何共同点？碳单质图，比较两原子结构有何共同点？碳单质金刚石和晶体硅的结构和性质有相似之处金刚石和晶体硅的结构和性质有相似之处吗？那么，吗？那么，COCO2 2和和SiOSiO2 2呢？据所学知识列表呢？据所学知识列表比较它们的性质；分析思考产生性质差别比较它们的性质；分析思考产生性质差别的根本原因是什么？的根本原因是什么？前进前进 提示提示：产生性质差别的根本原因是产生性质差别的根本原因是COCO2 2和和SiOSiO2 2的结构不相同，的结构不相同，COCO2 2气体存在单个气体存在单个COCO2 2分分子，而子，而SiOSiO2 2物质内部没有分子，只是物质内部没有分子，只是SiSi原原子和子和O O原子相互结合而成，结构上的进一步原子相互结合而成，结构上的进一步了解将在后面学习。了解将在后面学习。提示：提示：CO2SiO2物理物理性质性质无色无味气体，能溶无色无味气体，能溶于水它的固体叫干冰。于水它的固体叫干冰。难溶、难熔的固体，难溶、难熔的固体，硬度大，熔沸点高硬度大，熔沸点高 化学化学性质性质是酸性氧化物：能与是酸性氧化物：能与水、碱、碱性氧化物水、碱、碱性氧化物反应；与过氧化钠、反应；与过氧化钠、碳酸钠溶液反应；有碳酸钠溶液反应；有水时能溶解碳酸钙等；水时能溶解碳酸钙等；高温与碳反应等。高温与碳反应等。是酸性氧化物，但不是酸性氧化物，但不溶于水，不与水反应，溶于水，不与水反应，常温只与单质氟、氢常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应；氟酸和强碱溶液反应；高温可与氧化钙、纯高温可与氧化钙、纯碱、碳酸钙、碳单质碱、碳酸钙、碳单质反应。反应。联系联系 COCO2 2+2H+2H2 2O+NaO+Na2 2SiOSiO3 3=Na=Na2 2COCO3 3+H+H4 4SiOSiO4 4(酸性：酸性：H H2 2COCO3 3强于强于H H4 4SiOSiO4 4或或H H2 2SiOSiO3 3)返回返回 本课总结：本课总结：这节课我们主要学习了硅单质和这节课我们主要学习了硅单质和二氧化硅的结构和性质及用途，通过学习，我们二氧化硅的结构和性质及用途，通过学习，我们了解到硅及其化合物在社会发展和人类文明进步了解到硅及其化合物在社会发展和人类文明进步历程中充当了一个非常重要的角色，可以说目前历程中充当了一个非常重要的角色，可以说目前全球信息的流通、电子业的发展是离不开硅元素全球信息的流通、电子业的发展是离不开硅元素的；我们也相信随着科技的发展，它们还会为人的；我们也相信随着科技的发展，它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，开希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，开发、研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的发、研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的应用。应用。下面我们来做几道练习。下面我们来做几道练习。课堂练习：课堂练习：一、选择题：一、选择题：1 1下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确的下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确的是是 （）2 2能氧化成能氧化成SiOSiO2 2，B BSiOSiO2 2是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸，是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸，C C石英、水晶、海沙的主要成分都是石英、水晶、海沙的主要成分都是SiOSiO2 2，D D硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中。C C2 2工业制取工业制取SiCSiC的化学方程式是的化学方程式是SiOSiO2 2+3C=+3C=SiC+2COSiC+2CO反应中氧化剂与还原剂的物质的反应中氧化剂与还原剂的物质的量比是量比是 （）A.1 A.1：2 B.2 2 B.2：1 1 C.1 C.1：1 D.3 1 D.3：5 5 高温 3.3.要除去要除去SiOSiO2 2中混有的少量杂质中混有的少量杂质CaCOCaCO3 3，最适，最适宜的试剂是宜的试剂是 ()()A.A.水水 B.B.盐酸盐酸 C.C.稀硫酸稀硫酸 D.D.氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。A AB B 4.4.硅与铝一样能与氢氧化钠溶液反应放出氢气，硅与铝一样能与氢氧化钠溶液反应放出氢气，现有一根粗铝，其中含现有一根粗铝，其中含SiSi与与FeFe杂质，取等质量的杂质，取等质量的样品分别与足量的稀盐酸和足量的样品分别与足量的稀盐酸和足量的NaOHNaOH溶液反应，溶液反应，放出等量的放出等量的H H2 2，则该粗铝中，则该粗铝中FeFe和和SiSi的关系是的关系是 （）（1)1)物质的量比物质的量比2 2：1 1，（，（2 2）物质的量比）物质的量比3 3：1 1，（3 3）质量比）质量比2 2：1 1，（，（4 4）质量比）质量比4 4：1 1。A.A.（2 2）（）（4 4）B.(2)(3)B.(2)(3)C.(1)(4)D.C.(1)(4)D.只有（只有（4 4）。）。C C 5.5.下列离子方程式不正确的是下列离子方程式不正确的是()()A.A.石英和烧碱反应：石英和烧碱反应：SiOSiO2 2+2OH+2OH-=SiO=SiO3 32-2-+H H2 2O O 2 2：COCO2 2+2OH+2OH-=CO=CO3 32-2-+H+H2 2O O C.C.小苏打溶液中加入过量的石灰水：小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO2HCO3 3-+CaCa2+2+2OH+2OH-=CaCO=CaCO3 3+2H+2H2 2O+COO+CO3 32-2-D.D.往水玻璃中加入盐酸：往水玻璃中加入盐酸：2H2H+SiO+SiO3 32-2-+H+H2 2O O=H H4 4SiOSiO4 4 C C 6.6.下列试剂不能放在有玻璃塞的玻璃试剂瓶下列试剂不能放在有玻璃塞的玻璃试剂瓶中的是中的是 ()()(1)NaHCO(1)NaHCO3 3(2)NaCl(3)KNO(2)NaCl(3)KNO3 3(4)(4)石灰水石灰水 (5)CaSO(5)CaSO4 4(6)NaOH(7)Na(6)NaOH(7)Na2 2COCO3 3(8)NaHSO(8)NaHSO4 4 A.B.A.B.C.D.C.D.7 7把把9.2gNa9.2gNa和和4.2gSi4.2gSi同时投入适量水中，在标同时投入适量水中，在标况下产生的况下产生的H H2 2的体积是的体积是 ()()A.2.8L B.5.6L A.2.8L B.5.6L C.11.2L D.22.4L.C.11.2L D.22.4L.C CA A8.8.据据20012001年年1212月有消息报道，有科学家提出硅是月有消息报道，有科学家提出硅是“21“21世纪的能源世纪的能源”“”“未来的石油未来的石油”的观点的观点 。假。假如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是是 （）A.A.硅便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最硅便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料；佳的燃料；B.B.硅的来源丰富，易开采，且可再生；硅的来源丰富，易开采，且可再生；C.C.硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度底，容易有效控制；程度底，容易有效控制；D.D.寻找高效催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅寻找高效催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术能源开发利用的关键技术.D D二、填空题：二、填空题：9.9.选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。（括号内为杂质）。（1）SiO2(CaCO3)；(2)SiO2(Si)；(3)NaCl(SiO2)；(4)SiO2(H2SiO3)；(5)Fe2O3(SiO2)；(6)Si(Fe)。稀盐酸稀盐酸 过滤过滤氧气氧气 加热加热水水 过滤过滤 加热加热强氧化钠溶液强氧化钠溶液 过滤过滤稀盐酸稀盐酸 过滤过滤10.硅易与氧结合（更易与氟结合，哪些反应硅易与氧结合（更易与氟结合，哪些反应可以说明这一点？），自然界中的硅几乎都是可以说明这一点？），自然界中的硅几乎都是与氧结合在一起，即自然界中没有游离态的硅，与氧结合在一起，即自然界中没有游离态的硅，SiOSiO2 2十分稳定，十分稳定，H H2 2不能夺走不能夺走SiOSiO2 2中的氧，但是中的氧，但是MgMg能，将能，将MgMg和和SiOSiO2 2隔绝空气加热，可生成隔绝空气加热，可生成SiSi，若若MgMg过量，还会进一步反应，将反应后的物质过量，还会进一步反应，将反应后的物质冷却，并与水反应，放出能自然的气体，请你冷却，并与水反应，放出能自然的气体，请你写出上述变化的化学方程式。写出上述变化的化学方程式。SiOSiO2 2+2Mg=Si+2MgO,Si+2Mg=Mg+2Mg=Si+2MgO,Si+2Mg=Mg2 2Si,Si,Mg Mg2 2Si+4HSi+4H2 2O=2Mg(OH)O=2Mg(OH)2 2+SiH+SiH4 4,SiH SiH4 4+2O+2O2 2=SiO=SiO2 2+2H+2H2 2O.O.高温高温4 4是一种液体，曾经应用于海战，喷洒到海面潮是一种液体，曾经应用于海战，喷洒到海面潮湿的空气中，能迅速形成烟雾，用于隐蔽自己，湿的空气中，能迅速形成烟雾，用于隐蔽自己，不被敌人发现。用简短的语言及化学方程式解释不被敌人发现。用简短的语言及化学方程式解释其原因其原因。答：答：SiClSiCl4 4遇水蒸汽，与水蒸气反应，生成遇水蒸汽，与水蒸气反应，生成SiOSiO2 2固体和盐酸小液滴，因此产生烟雾现象。固体和盐酸小液滴，因此产生烟雾现象。SiClSiCl4 4+2H+2H2 2O=SiOO=SiO2 2+4HCl.+4HCl.2 2与与CaCOCaCO3 3的混合物的混合物26g26g高温加热到质量不再变化，高温加热到质量不再变化，冷却后残留固体质量为冷却后残留固体质量为17.2g17.2g。(1)(1)写出发生的化学方程式；写出发生的化学方程式；(2)(2)求生成的求生成的COCO2 2在标况下的体积；在标况下的体积；(3)(3)原混合物中原混合物中SiOSiO2 2的质量是多少？的质量是多少？(4)(4)最后得到的物质一定是混合物吗？最后得到的物质一定是混合物吗？(1)(1)反应式：反应式：CaCOCaCO3 3=CaO+CO=CaO+CO2 2,SiO,SiO2 2+CaO=+CaO=CaSiOCaSiO3 3.或或SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2,从若从若CaCOCaCO3 3过过量，量，CaCOCaCO3 3=CaO+CO=CaO+CO2 2.（2 2）COCO2 2的质量是的质量是 8.8g 8.8g，物，物质的量是质的量是0.2mol,0.2mol,体积为体积为 4.48L 4.48L；（；（3 3）SiOSiO2 2的质量为的质量为 6g 6g；（；（4 4）不一定，可能是）不一定，可能是CaSiOCaSiO3 3 与与CaO CaO 的混合物，也可的混合物，也可能是能是CaSiOCaSiO3 3.高温高温高温高温二氧化硅结构二氧化硅结构返回返回石英钟石英钟玛瑙饰品玛瑙饰品石英坩锅石英坩锅光导纤维光导纤维返回返回玛玛 瑙瑙海滩海滩茫茫沙漠茫茫沙漠石英石英水晶水晶返回返回硅单质硅单质返回返回硅芯片硅芯片硅太阳能硅太阳能供应集成电路板供应集成电路板音乐集成电路板音乐集成电路板返回返回铁芯片铁芯片t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9