无机非金属材料的主角硅第二课时幻灯片.ppt

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1、无机非金属材料的主角硅第二课时第1页，共52页，编辑于2022年，星期六例如：例如：NaNa2 2SiOSiO3 3:AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4：Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O1010)3H)3H2 2O O钙沸石钙沸石正长石正长石（高岭石）（高岭石）硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示。属氧化物的组合形式表示。CaOAlCaOAl2 2O O3 33SiO3SiO2 23H3H2 2O OK K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6S

2、iO2 2（活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水）（活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水）NaNa2 2OSiOOSiO2 2AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O OKAlSiKAlSi3 3O O8 8 硅酸盐组成的表示：硅酸盐组成的表示：第2页，共52页，编辑于2022年，星期六硅酸盐氧化物组成的书写规律：硅酸盐氧化物组成的书写规律：1.各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。变。2.顺序按先金属后非金属顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用动顺序表依次排列，中间用“

3、”间隔。间隔。3.注意改写后应与原来化学式中的原子个数比注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。不变。第3页，共52页，编辑于2022年，星期六实验实验4-24-2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当水分蒸当水分蒸发后燃烧发后燃烧当水分蒸发后当水分蒸发后不易燃烧不易燃烧用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火（制备木材防火剂的原料）（制备木材防火剂的原料）第4页，共52页，编辑于2022年，星期六硅酸钠的用途：硅酸钠的用途：1.水溶液有粘性，做粘合剂。水溶液有粘性，做粘合剂。2.作防火剂。作防火剂。3.做肥皂填充剂。做肥皂填充

4、剂。硅酸钠的性质：硅酸钠的性质：相对稳定，不能燃烧，不易腐蚀，水相对稳定，不能燃烧，不易腐蚀，水溶液呈碱性。溶液呈碱性。学案思考学案思考2.归纳硅酸钠的性质和用途。归纳硅酸钠的性质和用途。第5页，共52页，编辑于2022年，星期六第6页，共52页，编辑于2022年，星期六第7页，共52页，编辑于2022年，星期六第8页，共52页，编辑于2022年，星期六第9页，共52页，编辑于2022年，星期六第10页，共52页，编辑于2022年，星期六第11页，共52页，编辑于2022年，星期六第12页，共52页，编辑于2022年，星期六第13页，共52页，编辑于2022年，星期六结合人类居所的变迁，结合人

5、类居所的变迁，联系本节内容，谈谈联系本节内容，谈谈你的感想。你的感想。动动脑动动脑第14页，共52页，编辑于2022年，星期六生产原料生产原料设备名称设备名称生产条件生产条件玻璃玻璃水泥水泥纯碱、石灰石、纯碱、石灰石、石英石英玻璃窑玻璃窑水泥回转窑水泥回转窑煅烧煅烧熔融熔融黏土、石灰石、黏土、石灰石、石膏石膏水泥和玻璃水泥和玻璃第15页，共52页，编辑于2022年，星期六人面鱼纹盆人面鱼纹盆第16页，共52页，编辑于2022年，星期六秦砖秦砖第17页，共52页，编辑于2022年，星期六汉瓦汉瓦第18页，共52页，编辑于2022年，星期六兵马俑兵马俑第19页，共52页，编辑于2022年，星期六明

6、长城明长城第20页，共52页，编辑于2022年，星期六第21页，共52页，编辑于2022年，星期六瓷器瓷器第22页，共52页，编辑于2022年，星期六第23页，共52页，编辑于2022年，星期六 说说古代陶瓷对人类文明说说古代陶瓷对人类文明发展的重要作用。发展的重要作用。动动脑动动脑第24页，共52页，编辑于2022年，星期六透明陶瓷透明陶瓷 高压钠灯管高压钠灯管第25页，共52页，编辑于2022年，星期六生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨第26页，共52页，编辑于2022年，星期六金刚砂金刚砂硅钢硅钢硅橡胶硅橡胶生物陶瓷生物陶瓷具有特殊功能的含硅物质：具有特殊功能的含硅物质：第27页，共52页，编

7、辑于2022年，星期六三三.硅单质硅单质(晶体硅是良好的半导体材料晶体硅是良好的半导体材料)第28页，共52页，编辑于2022年，星期六硅的性质硅的性质硅单质硅单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。体。晶体硅的结构类似于金刚石，熔点晶体硅的结构类似于金刚石，熔点(1410)和沸点都很高，硬度大。和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。导电性介于导体和绝缘体之间。常温下硅单质的化学性质不活泼常温下硅单质的化学性质不活泼物物理理性性质质第29页，共52页，编辑于2022年，星期六用途：用途：

8、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。金可用来制造变压器铁芯等。半导体晶体管及芯半导体晶体管及芯片的出现片的出现,促进了信促进了信息技术革命息技术革命.第30页，共52页，编辑于2022年，星期六小小 结：结：1.无机非金属材料无机非金属材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料新型无新型无 机非金属材料机非金属材料2.硅酸钠的性质和用途硅酸钠的性质和用途3.单质硅的性质和用途单质硅的性质和用途第31页，共52页，编辑于2022年，星期六第32页，共52页，编辑于2022年

9、，星期六第33页，共52页，编辑于2022年，星期六学学案案思思考考3.实实验验室室存存放放氢氢氧氧化化钠钠和和碳碳酸酸钠钠的的试剂瓶为什么不能用玻璃塞？试剂瓶为什么不能用玻璃塞？第34页，共52页，编辑于2022年，星期六二、硅酸盐二、硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定1、最简单的硅酸盐：硅酸钠（最简单的硅酸盐：硅酸钠（Na2SiO3)其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。还可以作为矿物胶。火剂等的原料。还可以作为矿物胶。硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化

10、合物的总称。第35页，共52页，编辑于2022年，星期六v作为良好的半导体材料作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。硅的用途硅的用途半导体晶体管及芯半导体晶体管及芯片的出现片的出现,促进了促进了信息技术革命信息技术革命.第36页，共52页，编辑于2022年，星期六具有特殊功能的含硅物质：具有特殊功能的含硅物质：a、碳化硅（、碳化硅（SiC俗称金刚砂），具有金刚石俗称金刚砂），具有金刚石的结构。硬

11、度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。的结构。硬度很大，用作砂纸、砂轮的磨料。b、硅硅 钢钢（铁合金）（铁合金）导导磁性良好，磁性良好，用作变压器用作变压器铁芯。铁芯。第37页，共52页，编辑于2022年，星期六硅橡胶：硅橡胶：分子筛：分子筛：具有均匀微孔具有均匀微孔结构的铝硅酸盐。结构的铝硅酸盐。第38页，共52页，编辑于2022年，星期六硅的工业制法硅的工业制法1、制粗硅、制粗硅SiO2+2C=Si+2CO2、粗硅提纯、粗硅提纯Si+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si+4HCl第39页，共52页，编辑于2022年，星期六5 5、工业制粗硅：、工业制粗硅：SiOSiO2 2+2C=Si+2

12、+2C=Si+2COCO高温高温粗硅提纯：粗硅提纯：Si+2ClSi+2Cl2 2=SiCl=SiCl4 4高温高温SiClSiCl4 4+2H+2H2 2=Si+4HCl=Si+4HCl高温高温+C +Cl+C +Cl2 2 精馏精馏+H+H2 2SiOSiO2 2 粗硅粗硅 SiCl SiCl4 4 Si(Si(纯硅纯硅)高温高温高温高温高温高温阅读阅读:硅的用途硅的用途(P79P80)(P79P80)第40页，共52页，编辑于2022年，星期六1）玻璃：）玻璃：普通玻璃普通玻璃:以纯碱以纯碱 、石灰石和石英、石灰石和石英 为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑

13、中熔融制得。制得。（SiO2）Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2主要成分：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2）2 2、硅酸盐工业、硅酸盐工业有关反应化学方程式：有关反应化学方程式：高温高温高温高温(Na2CO3)第41页，共52页，编辑于2022年，星期六种类种类特性特性用途用途普通玻璃普通玻璃在较低温度下易软化在较低温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光强度大、滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯的灯壳等化学仪器；高压水银

14、灯、紫外灯的灯壳等光学玻璃光学玻璃光性能好、有折光和色光性能好、有折光和色散性散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜、用凹凸透镜等眼镜片；照相机、显微镜、望远镜、用凹凸透镜等光学仪器光学仪器玻璃纤维玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀声、防虫蛀宇航员的衣服、玻璃钢等宇航员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂大、质轻、抗震裂运动器材；微波通信器材；汽车、火车窗玻璃等运动器材；微波通信器材；汽车、火车窗玻璃等一些特种玻璃的性质和用途一些特种玻璃的性质和用途 第42页，共52页，编辑于202

15、2年，星期六普通玻璃普通玻璃普通普通钢钢玻璃玻璃钢钢主要主要组组成元素或成元素或物物质质Na2SiO3、CaSiO3、SiO2Fe、C、Mn、Si等等玻璃玻璃纤维纤维和合成和合成树树脂脂材料材料类别类别传统传统无机非金属无机非金属材料材料金属材料或合金金属材料或合金复合材料复合材料性性质质特点特点无固定熔点、易无固定熔点、易软软化、易破碎化、易破碎坚坚硬、有硬、有韧韧性、性、有有弹弹性性重量重量轻轻、强强度高、度高、耐水、耐磨、耐腐耐水、耐磨、耐腐蚀蚀、产产品美品美观观用途用途建筑材料、制化建筑材料、制化学学仪仪器、窗玻璃、器、窗玻璃、玻璃器皿等玻璃器皿等制制钢轨钢轨、钢丝钢丝、机器零件、刀具

16、、机器零件、刀具、建筑工建筑工业业、化工、化工生生产产、医、医疗疗器械器械制造制造生生产产游游乐车乐车、运、运输输罐、餐桌、船体、罐、餐桌、船体、汽汽车车车车身、印刷身、印刷电电路板、排水管道路板、排水管道第43页，共52页，编辑于2022年，星期六2）水泥水泥：以黏土和石灰石为主要原料以黏土和石灰石为主要原料v经研磨、混合后在水泥回转炉中煅烧，再经研磨、混合后在水泥回转炉中煅烧，再加入适量石膏，研成细粉就得到水泥。加入适量石膏，研成细粉就得到水泥。v石膏石膏作用是调节水泥硬化速度。作用是调节水泥硬化速度。第44页，共52页，编辑于2022年，星期六3）陶瓷：）陶瓷：（传统硅酸盐陶瓷）（传统硅

17、酸盐陶瓷）主要原料：粘土；经高温烧结而成。主要原料：粘土；经高温烧结而成。日用器皿、建筑饰材、卫生洁具日用器皿、建筑饰材、卫生洁具第45页，共52页，编辑于2022年，星期六大规模集成电路第46页，共52页，编辑于2022年，星期六太阳能电池第47页，共52页，编辑于2022年，星期六3 3、化学性质：、化学性质：不活泼不活泼(1)(1)常温下：常温下：Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2注：注：与酸（除与酸（除HFHF）不反应，其它氧化剂，如）不反应，其它氧化

18、剂，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常温下都不与硅起反应。等常温下都不与硅起反应。(2)(2)加热时：与某些非金属反应。加热时：与某些非金属反应。Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 24 4、用途：、用途：半导体材料半导体材料 Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4第48页，共52页，编辑于2022年，星期六2要除去要除去SiO2中混有的少量中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是杂质，最适宜的试剂是 ()A.纯碱溶液纯碱溶液 B.盐酸盐酸 C.硫酸硫酸 D.苛性钠溶液苛性钠溶液B1.将过量的将过量的CO2分别通入：分别通入：CaC

19、l2溶液；溶液；Na2SiO3溶液；溶液；Ca(OH)2溶液；溶液；饱和饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 ()A B C DB第49页，共52页，编辑于2022年，星期六3下列反应能说明二氧化硅是酸性氧化物的是下列反应能说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+CO24下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是 A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.HF氢氟酸氢氟酸

20、D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液BC第50页，共52页，编辑于2022年，星期六6制造光导纤维的主要原料是制造光导纤维的主要原料是 A晶体硅晶体硅 B二氧化硅二氧化硅 C 石墨石墨 D硅酸钠硅酸钠7下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A自然界存在大量单质硅自然界存在大量单质硅 BSiO2 与任何酸都不起反应与任何酸都不起反应 C光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输光导纤维被广泛应用于能量传输和信息传输 DSiO2 的化学性质活泼，能与很多物质发生化学反应的化学性质活泼，能与很多物质发生化学反应BC第51页，共52页，编辑于2022年，星期六SiO2+2 NaOH=Na2SiO3 +H2OSi+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2+H2O+4e-Si+2H2O=SiO2+2H2Si+2NaOH+H2O=2Na2SiO3+2H2硅与氢氧化钠溶液反应实质：硅与氢氧化钠溶液反应实质：若要标出电子转移的方向和数目，若要标出电子转移的方向和数目，反应中生成的水不能约去：反应中生成的水不能约去：第52页，共52页，编辑于2022年，星期六