高中化学硅单质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章 非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料主角无机非金属材料主角 硅硅第一课时长葛市试验中学长葛市试验中学 杨俊豪杨俊豪第1页 自然界中岩石、沙子、土壤是自然界中岩石、沙子、土壤是由什么组成？由什么组成？硅氧化物及硅酸盐组成了地壳中大部分岩石、硅氧化物及硅酸盐组成了地壳中大部分岩石、沙子和土壤、约占地壳总量沙子和土壤、约占地壳总量90%90%以上。以上。思索思索;第2页学习目标学习目标 1、了解硅元素在自然界中存在方、了解硅元素在自然界中存在方式及原子结构；式及原子结构；2、了解二氧化硅存在形式及其结、了解二氧化硅存在形式及其结构；掌握二氧化硅物理性质、化学性构；掌握二氧化硅物理性质、化学性质及用途；质及用途；3、了解硅酸制备、弱酸性及用途。、了解硅酸制备、弱酸性及用途。第3页【自学指导（一）】【自学指导（一）】自学范围：自学范围：阅读书本阅读书本74-75页，至页，至“图图 4-5 SiO2用途用途”自学要求自学要求：一边看书，一边完成：一边看书，一边完成“导导学案学案”“自学检测（一）自学检测（一）”空白知空白知识填空，并记忆相关知识。识填空，并记忆相关知识。自课时间自课时间：5分钟分钟检测要求：检测要求：脱离导学案和书本，回答脱离导学案和书本，回答自学检测（一）知识填空自学检测（一）知识填空第4页一、硅在自然界中存在 1、硅在地壳中含量占第 位，仅次于 ，硅是一个亲 元素，在自然界中易与氧相互化合，以 及 形式存在。2、硅原子结构示意图 ，最外层有 个电子，和 一样，其原子既不易 电子又不易 电子，主要形成 价化合物，而碳化学性质很稳定，能以各种碳单质存在于自然界中。碳碳4二二氧氧氧氧氧化物氧化物硅酸盐硅酸盐四四失去失去得到得到第5页硅元素硅元素硅元素硅元素(silicon)(silicon)(silicon)(silicon)在地壳中含量在地壳中含量在地壳中含量在地壳中含量氧氧48.6%硅硅26.3%铝铝7.73%铁铁4.75%钙钙3.45%钠钠2.74%钾钾2.47%镁镁2.00%氢氢0.16%其它其它1.20%硅硅26.3%第6页第7页二、二氧化硅：二、二氧化硅：1、二氧化硅存在形式：俗名：，天然二氧化硅分为 和 两大类，结晶形主要存在于 （无色透明六方柱状晶体），（无色透明晶体），（含有彩色环带状或层次）；无定形主要存在于 。2、二氧化硅结构：二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按 百分比所组成 晶体，我们通惯用“SiO2”表示二氧化硅组成。其基本结构是 结构。3、物理性质：熔沸点 ，硬度 ，于水。比较高比较高比较高比较高不溶不溶不溶不溶比较大比较大比较大比较大无定形无定形硅石硅石结晶形结晶形玛瑙玛瑙石英石英水晶水晶硅藻土硅藻土1:2四面体四面体立体网状立体网状第8页 二氧化硅广泛存在于二氧化硅广泛存在于自然界中，与其它矿物共自然界中，与其它矿物共同组成了岩石。是一个坚同组成了岩石。是一个坚硬难熔固体。硬难熔固体。硅石硅矿山二氧化硅二氧化硅(SiO2)SiO2是硅主要化合物。地球上存是硅主要化合物。地球上存在天然二氧化硅约占地壳质量在天然二氧化硅约占地壳质量12，其存在形态有其存在形态有结晶形结晶形和和无定形无定形两大两大类，通称硅石。类，通称硅石。第9页二氧化硅存在二氧化硅存在硅石（硅石（天然天然12%）结晶形：石英结晶形：石英无定形无定形水晶水晶玛瑙玛瑙石石英英第10页水晶第11页玛瑙玛瑙第12页SiO二氧化硅结构二氧化硅结构.SiO2原子晶体原子晶体第13页SiOSiO2是正四面体空间网状结构，是正四面体空间网状结构，所以性质很稳定所以性质很稳定 第14页【自学指导（二）】【自学指导（二）】自学范围：自学范围：阅读书本阅读书本76页页“SiO2及硅酸及硅酸（H2SiO3）”自学要求：自学要求：一边看书，结合视频资料，一边看书，结合视频资料，完成完成“导学案导学案”“自学检测（二）自学检测（二）”空白知识填空，并记忆相关知识。空白知识填空，并记忆相关知识。自课时间：自课时间：8分钟分钟检测要求：检测要求：脱离导学案和书本，回答自脱离导学案和书本，回答自学检测（二）知识填空，并能演板书写学检测（二）知识填空，并能演板书写SiO2反应方程式及硅酸制备反应方程式。反应方程式及硅酸制备反应方程式。第15页第16页4、化学性质：二氧化硅在通常情况下十分稳定，除HF外，不与酸反应：。（因为玻璃中含有SiO2，能够用来雕刻玻璃）二氧化硅是酸性氧化物，是 酸酐。含有酸性氧化物通性，能与强碱、碱性氧化物反应，不过不与水反应。与强碱NaOH溶液反应：。与碱性氧化物反应（如在高温条件下与生石灰反应）：。与一些盐反应：（如在高温下与Na2CO3反应）。弱氧化性：（工业制硅方法：在高温条件下与C反应生成单质硅和一氧化碳气体）。5、用途：以SiO2为主要成份沙子依然是基本建筑材料；电子工业主要部件、光学仪器；是信息调整公路骨架-主要成份；用石英、玛瑙制作 。高温高温SiO2+2C=Si+2CO SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3 高温高温SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3=CO=CO2 2 +Na+Na2 2SiOSiO3 3高温高温高温高温SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2OOSiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3=CO=CO2 2 +CaSiO+CaSiO3 3高温高温高温高温硅酸硅酸光导纤维光导纤维饰品和工艺品饰品和工艺品第17页二氧化硅用来制光导纤维二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细、能传导光信号玻璃丝。光导纤维就是比头发丝还细、能传导光信号玻璃丝。制造光导纤维材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、制造光导纤维材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于通讯、传感、测量等，光纤通讯优点就是通信容量大，一对光纤传感、测量等，光纤通讯优点就是通信容量大，一对光纤上可同时传送上可同时传送3 3万门电话。万门电话。第18页光光导导纤纤维维光缆光缆第19页三、硅酸：1、制备：SiO2不溶于水，所以硅酸只能经过 与 反应制得。试验操作试验现象 结论及方程式向Na2SiO3溶液（俗（俗名水玻璃名水玻璃）中滴入12滴酚酞，再加入稀盐酸，边加边振荡滴入酚酞溶液展现 色，逐滴加入稀盐酸，有透明 产生，溶液红色逐步 ，最终 。Na2SiO3溶液显 ，与稀盐酸反应生成 。2、性质：弱酸性：比碳酸酸性还弱写出Na2SiO3溶液与二氧化碳反应化学方程式：。受热易分解：（写出分解化学方程式）。3、用途：硅胶可作 、催化剂 等。H2SiO3=H2O+SiO2加热加热Na2SiO3 +H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3(H(H2 2SiOSiO3 3)碱性碱性红红Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl 硅酸是一个硅酸是一个白色粉末状白色粉末状固体固体，它，它不溶于水不溶于水；是一个；是一个弱弱酸，酸，不能不能使指示剂变色使指示剂变色。可溶性硅酸盐可溶性硅酸盐酸酸胶状沉淀胶状沉淀变浅变浅消失消失硅酸硅酸干燥剂干燥剂载体载体第20页 干燥硅胶干燥硅胶 湿硅胶湿硅胶硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔硅酸干凝胶，称为硅酸干凝胶，称为“硅胶硅胶”(SiO2）。硅胶多孔，吸附水份能力强，惯用硅胶多孔，吸附水份能力强，惯用作试验室和袋装食品，瓶装药品等干作试验室和袋装食品，瓶装药品等干燥剂，也能够用作催化剂载体。燥剂，也能够用作催化剂载体。第21页1 1、学习了非金属元素硅化合物、学习了非金属元素硅化合物二氧化硅二氧化硅和和硅酸硅酸。2 2、了解了二氧化硅和硅酸主要、了解了二氧化硅和硅酸主要性质性质及及用途用途。【课堂小结】【课堂小结】第22页当堂训练当堂训练 2、除去SiO2中少许CaCO3方法：；3、熔融烧碱应该用器皿是（）A、石英坩埚 B、普通玻璃坩埚 C、生铁坩埚 D、刚玉（Al2O3）坩埚4、二氧化硅是酸酐原因：（）A、它溶于水得对应酸 B、它对应水化物是可溶性强酸C、它与强碱溶液反应只生成盐和水 D、它是非金属氧化物加入稀盐酸过滤加入稀盐酸过滤CC1 1、试验室盛装、试验室盛装、试验室盛装、试验室盛装NaOHNaOH溶液试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃溶液试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃溶液试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃溶液试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为何吗？塞，你知道为何吗？塞，你知道为何吗？塞，你知道为何吗？预防玻璃中预防玻璃中SiO2与与NaOH溶液反应生成粘稠溶液反应生成粘稠Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。，使瓶塞和瓶口粘在一起。第23页5、以下事实能证实碳酸酸性比硅酸强是（）A、二氧化碳是气体，二氧化硅是固体 B、硅酸难溶，碳酸可溶 C、高温下二氧化硅能与Na2CO3反应生成CO2气体 D、CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成6、将过量二氧化碳通入以下溶液中，有白色沉淀生成是（）A、CaCl2溶液 B、石灰水 C、饱和Na2CO3溶液 D、Na2SiO3溶液CD第24页4、已知硅酸制备过程中利用了复分解反应普通规律：酸性较强酸可制取酸性较弱酸，试设计试验证实酸性：盐酸碳酸硅酸；同时画出简单试验装置图。第25页布置作业布置作业 1、书本、书本80页页3、4、5、6、7 2、优化探究、优化探究66页页 1、2、3第26页 玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么玻璃花雕刻工艺和我们化学有什么深厚合作关系？深厚合作关系？第27页