无机非金属材料的主角——硅课时解析学习教案.pptx

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1、会计学1无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅课时硅课时(ksh)解析解析第一页，共47页。科学科学(kxu)视野视野第2页/共47页第二页，共47页。1、存在：没有游离态，只有化合态、存在：没有游离态，只有化合态2、分布：自然界中分布广泛、分布：自然界中分布广泛(gungfn)，在地壳中居，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。硅单质硅单质(dnzh)(dnzh)3 3、原子结构、原子结构+142 8 4Si既不易既不易(b y)(b y)失电子，又不易失电子，又不易(b y)(b y)得电子。得电子。思考：碳、硅原子主要显

2、几价？思考：碳、硅原子主要显几价？+4价价第3页/共47页第三页，共47页。科学科学科学科学(kxu)(kxu)视野视野视野视野锦绣锦绣(jnxi)中华中华第4页/共47页第四页，共47页。科学科学(kxu)视野视野主要成份：主要成份：主要成份：主要成份：SiOSiO2 2第5页/共47页第五页，共47页。12结晶(jijng)形无定形硅石(u sh)思考思考思考思考(sk(sko)o)交流交流交流交流第6页/共47页第六页，共47页。石英具有彩色环状或层状的称为(chn wi)玛瑙。第7页/共47页第七页，共47页。SiO4、二氧化硅、二氧化硅(r yng hu gu)的晶的晶体结构（课本体

3、结构（课本P75）四面体结构，每个四面体结构，每个四面体结构，每个四面体结构，每个SiSi接接接接4 4个个个个OO，每个，每个，每个，每个OO接接接接2 2个个个个SiSi，是由，是由，是由，是由SiSi和和和和OO按按按按1 1：2 2的比例所组成的立体的比例所组成的立体的比例所组成的立体的比例所组成的立体(lt)(lt)网状结构的晶体。网状结构的晶体。网状结构的晶体。网状结构的晶体。其性质主要与结构其性质主要与结构(jigu)(jigu)有关：有关：正四面体空间网状结构正四面体空间网状结构(jigu)(jigu)第8页/共47页第八页，共47页。思考思考思考思考(sk(sko)o)交流交

4、流交流交流二氧化硅二氧化硅(r yng(r yng hu gu)hu gu)的用途的用途由于由于SiO2SiO2具有优良的物理化学性能具有优良的物理化学性能(xngnng)(xngnng)，加上，加上SiO2SiO2在自然在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用。第9页/共47页第九页，共47页。光学光学光学光学(gungxu)(gungxu)(gungxu)(gungxu)纤纤纤纤维胃镜维胃镜维胃镜维胃镜用光导纤维用光导纤维用光导纤维用光导纤维(un do xin wi)(un do xin wi)(un do xin wi)(un d

5、o xin wi)做做做做手术，不用开刀。手术，不用开刀。手术，不用开刀。手术，不用开刀。二氧化硅二氧化硅(r yng(r yng hu gu)hu gu)的用途的用途交流交流研讨研讨第10页/共47页第十页，共47页。交流交流交流交流(jioli)(jioli)研讨研讨研讨研讨二氧化硅二氧化硅(r yng hu gu)(r yng hu gu)的用途的用途第11页/共47页第十一页，共47页。（1 1）存在）存在(cnzi)(cnzi)1 1、二氧化硅、二氧化硅(r yng(r yng hu gu)hu gu)广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了岩石广泛存在于自然界，与其他矿物共同构成了岩

6、石(ynsh)(ynsh)。天然二氧化硅也叫硅石。天然二氧化硅也叫硅石。硅石结晶形（石英）结晶形（石英）无定形无定形无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶玛瑙玛瑙硅藻土硅藻土紫水晶紫水晶蔷薇石英蔷薇石英茶水晶茶水晶黄水晶黄水晶玛瑙玛瑙第12页/共47页第十二页，共47页。交流交流(jioli)研讨研讨 透过透过(tu u)(tu u)图片思考图片思考:二氧化硅具有哪些物理性质二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何化学稳定性如何?你的根据是什么你的根据是什么?SiO2SiO2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？第13页/共47页第十三页，共47页。不溶于水，熔沸点

7、不溶于水，熔沸点(fidin)(fidin)比比较高，硬度比较大。较高，硬度比较大。1.1.物理性质物理性质(wl xngzh)(wl xngzh)：思考思考(sko)交流交流 不能与水反应不能与水反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O 酸性氧化物酸性氧化物2.化学性质化学性质第14页/共47页第十四页，共47页。思考：实验室盛装思考：实验室盛装NaOHNaOH溶液溶液(rngy)(rngy)的试剂瓶用橡皮塞而不的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？用玻璃塞，你知道为什么吗？明确：防止玻璃中的明确：防止玻璃中的SiO2SiO2与与NaOHNaOH溶液反应溶液反应(fnyn

8、g)(fnyng)生成粘稠的生成粘稠的Na2SiO3Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。，使瓶塞和瓶口粘在一起。实验实验(shyn)探究探究第15页/共47页第十五页，共47页。2.2.化学性质化学性质(huxu(huxu xngzh)xngzh)特性特性(txng)(txng)：（与氢氟：（与氢氟酸反应）酸反应）（用于雕刻（用于雕刻(diok)(diok)玻璃）玻璃）（用于工业制粗硅，这就是（用于工业制粗硅，这就是“从沙滩到用户从沙滩到用户”）高温高温弱氧化性弱氧化性氢氟酸（氢氟酸（HF）是唯一可以与之反应的酸。）是唯一可以与之反应的酸。第16页/共47页第十六页，共47页。练习练习(li

9、nx):1.地壳中含量第一和第二的两种元素所 形成(xngchng)的化合物不具有的性质是（）A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬B 3.下列物质中,主要成分不是SiO2的是（）A.金刚砂 B.玛瑙 C.水晶(shujng)D.石英A第17页/共47页第十七页，共47页。探究探究(tnji)实验实验4-13-5 mL硅酸钠溶液硅酸钠溶液1-2滴酚酞滴酚酞稀盐酸稀盐酸先先后后二、硅酸二、硅酸(u sun)(u sun)实验实验实验实验(shyn)(shyn)探究探究探究探究第18页/共47页第十八页，共47页。（1）向饱和）向饱和Na2SiO3溶液溶液(rng

10、y)中滴中滴入酚酞，再滴入稀盐酸入酚酞，再滴入稀盐酸现现 象象结结 论论方程式方程式 滴入酚酞滴入酚酞(fn ti)溶液呈溶液呈红色红色Na2SiO3呈碱性呈碱性(jin xn)Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl滴入盐酸有硅酸凝胶产生滴入盐酸有硅酸凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水二二.硅酸硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3)第19页/共47页第十九页，共47页。（3）把二氧化碳）把二氧化碳(r yng hu tn)通入通入到到Na2SiO3溶液中溶液中Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3结论：硅酸是一种比碳酸结论：硅酸是一种比碳酸结论：硅酸是一种比碳酸结

11、论：硅酸是一种比碳酸(tn sun)(tn sun)酸性还弱酸性还弱酸性还弱酸性还弱酸，酸，酸，酸，溶解度小。溶解度小。溶解度小。溶解度小。注：注：1 1、硅酸、硅酸(u sun)(u sun)的制备；的制备；2 2、原硅酸、原硅酸(u sun)(u sun)不稳定（比H2CO3稳定）受热易分解：H2SiO3=SiO2+H2O 第20页/共47页第二十页，共47页。生成的硅酸逐渐聚合(jh)而形成硅酸溶胶，经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常用做干燥剂。硅酸硅酸(u sun)(u sun)的用途的用途第21页/共47页第二十一页，共47页。4.能证明(zhngmng)硅酸的酸性弱于碳酸

12、酸性的 实验事实是（）A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水。B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C.SiO2常温下是固体，CO2常温下是气体 D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀B第22页/共47页第二十二页，共47页。5.下列物质(wzh)的变化，不能通过一步化学 反应完成的是（）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3 D第23页/共47页第二十三页，共47页。一、一、SiOSiO2 2结构特点物理性质(wl xngzh)化学性质用 途二、二、H H2 2SiOSiO3 3物理性质

13、(wl xngzh)化学性质用 途实验室制法小结小结小结小结第24页/共47页第二十四页，共47页。本节课学习本节课学习(xux)(xux)了哪些知识和学习了哪些知识和学习(xux)(xux)方方法？法？通过通过(tnggu)(tnggu)本节课的学习你有哪些收获或感想？本节课的学习你有哪些收获或感想？小结小结小结小结不溶于水、极弱酸不溶于水、极弱酸(ru sun)(ru sun)(酸性比碳酸还弱）酸性比碳酸还弱）制法：制法：SiOSiO3 32-2-+2H+2H+=H=H2 2SiOSiO3 3SiOSiO3 32-2-+H+H2 2O+COO+CO2 2=H=H2 2SiOSiO3 3+C

14、O+CO3 32-2-H H2 2SiOSiO3 3+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O性质：性质：第25页/共47页第二十五页，共47页。4.1 4.1 4.1 4.1 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角(zhji)(zhji)(zhji)(zhji)硅硅硅硅（第（第（第（第2 2 2 2课时硅酸盐和硅单质）课时硅酸盐和硅单质）课时硅酸盐和硅单质）课时硅酸盐和硅单质）第26页/共47页第二十六页，共47页。第27页/共47页第二十七页，共47页。硅酸盐是由硅、氧和金属组成(z chn)的化合物的总称；硅

15、酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质稳定。1、硅酸盐第28页/共47页第二十八页，共47页。常见常见常见常见(chn(chn jin)jin)硅硅硅硅酸盐矿物酸盐矿物酸盐矿物酸盐矿物思考思考:看书看书(kn sh)(kn sh)学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示？第29页/共47页第二十九页，共47页。硅酸盐结构复杂、种类繁多，通常用硅酸盐结构复杂、种类繁多，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成组成(z chn)(z chn)。例如：。例如：NaNa2 2SiOSiO3 3:Na2O SiO2 CaSiO

16、CaSiO3 3 :Ca2O SiO2 第30页/共47页第三十页，共47页。l要领要领(yolng)(yolng)：各元素写成相应的氧化物，：各元素写成相应的氧化物，l 化合价不变，元素守恒化合价不变，元素守恒l格式：金属氧化物、二氧化硅、水格式：金属氧化物、二氧化硅、水l (各氧化物前系数为最简整数比各氧化物前系数为最简整数比)l顺序：金属按活动顺序表顺序：金属按活动顺序表第31页/共47页第三十一页，共47页。用氧化物形式表示下列硅酸盐：用氧化物形式表示下列硅酸盐：1.2.1.2.钙长石：钙长石：CaAl2SiO6 CaAl2SiO6 2.2.石棉：石棉：CaMg3Si4O12 CaMg

17、3Si4O12 3.3.长石：长石：KAlSi3O8KAlSi3O84.4.普通普通(ptng)(ptng)玻璃：玻璃：CaNa2Si6O14 CaNa2Si6O14 1.CaOAl2O3SiO2 2.CaO3MgO4SiO2 3.K2OAl2O36SiO2 4.CaONa2O6SiO2 第32页/共47页第三十二页，共47页。-33-三、硅酸盐三、硅酸盐硅酸盐的结构硅酸盐的结构(jigu)(jigu)很复杂，一般都不溶于水。很复杂，一般都不溶于水。1.1.硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3Na2SiO3）溶于水，其水溶液俗称为水玻璃，可）溶于水，其水溶液俗称为水玻璃，可制备制备(zhbi)(zh

18、bi)硅胶、木材防火剂等。硅胶、木材防火剂等。思考思考思考思考(sk(sko)o)交流交流交流交流放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论燃烧无明火，不燃烧Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂第33页/共47页第三十三页，共47页。-34-无机无机(wj)非金非金属材料属材料硅酸盐产品硅酸盐产品(chnpn)陶瓷陶瓷(toc)水泥水泥玻璃玻璃3.硅酸盐产品硅酸盐产品交流交流研讨研讨研讨研讨第34页/共47页第三十四页，共47页。-35-（1）玻璃）玻璃(b l)原料：纯碱、石灰石、石英原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑设备：玻璃窑条件：高温熔融条件：高温熔融(rngrng)主要反应：主要反

19、应：主要成份：硅酸钠、硅酸钙、主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅二氧化硅高温(gown)SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2 SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 高温第35页/共47页第三十五页，共47页。-36-（2）水）水泥泥(shun)原料：黏土原料：黏土(nint)、石灰、石灰石、石膏石、石膏设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑条件：煅烧条件：煅烧主要成份：硅酸三钙、硅酸主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙二钙、铝酸三钙等等第36页/共47页第三十六页，共47页。-37-（3）陶瓷）陶瓷(toc)原料原料(yunlio)：黏土：黏土条件：高温条件：高温烧结烧结第37页/

20、共47页第三十七页，共47页。享享有有盛盛誉誉的的中中国国(zhn u)古古代代陶陶瓷瓷第38页/共47页第三十八页，共47页。第39页/共47页第三十九页，共47页。-40-传统传统(chuntng)无机非无机非金属材料：金属材料：陶瓷陶瓷(toc)、玻璃、玻璃、水泥水泥新型新型(xnxng)无机非金无机非金属材料：属材料：新型陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷科学视野科学视野科学视野科学视野第40页/共47页第四十页，共47页。-41-高压高压高压高压(goy)(goy)钠钠钠钠灯灯灯灯透明透明(tumng)氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷

21、科学科学科学科学(kxu)(kxu)视野视野视野视野第41页/共47页第四十一页，共47页。-42-三、硅单质三、硅单质(dnzh)1.1.物理性质：物理性质：（1 1）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种）存在：硅有晶体硅和无定形硅两种 （自然界中没有游离态的硅）。（自然界中没有游离态的硅）。（2 2）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚）有金属光泽的灰黑色固体，结构类似于金刚石，熔点石，熔点(rngdin)(1410)(rngdin)(1410)和沸点都很高，硬和沸点都很高，硬度大。度大。（3 3）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。第42页/共47页第四十二页，共47页

22、。-43-2 2、化学性质、化学性质-化学性质不活泼化学性质不活泼(1)(1)常温下，不能与强酸、强氧化性酸反应常温下，不能与强酸、强氧化性酸反应(fnyng)(fnyng)，只能与，只能与氟气、氢氟酸和烧碱等物质反应氟气、氢氟酸和烧碱等物质反应(fnyng)(fnyng)。Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(2)(2)加热条件下，能跟一些加热条件下，能跟一些(yxi)(yxi)非金属单非金属单质起反应质起反应Si+O2=SiO2 Si+2H2=SiH4高温高温(gown)第43页/共47页第四十三页，共47页。-44-3

23、3、制法、制法SiO2+2C=Si+2CO（制取粗硅）（制取粗硅）高温高温(gown)第44页/共47页第四十四页，共47页。-45-4.4.用途用途(yngt)(yngt)晶体硅的导电性介于晶体硅的导电性介于(ji y)(ji y)导体和半导体之间导体和半导体之间,是良好的半导体材料是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池硅太阳能电池(dinch)电脑的中央处理器（电脑的中央处理器（CPU）第45页/共47页第四十五页，共47页。-46-第46页/共47页第四十六页，共47页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第47页/共47页第四十七页，共47页。