化学1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅(第1.ppt

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1、江西省教育信息技术研究江西省教育信息技术研究“十二五十二五”规规划划20122012年度课题年度课题基于网络的高中化学基于网络的高中化学课件库的建设与应用研究课件库的建设与应用研究（课题编号：（课题编号：GDK-2012-G-72883）主持人：桂耀荣主持人：桂耀荣2023/2/281江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列化学化学 必修必修1 12023/2/282江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣Al-7.73%O-48.60%Si

2、-26.30%地壳中元素质量分数地壳中元素质量分数一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/283江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/284江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/285江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣长长石石一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/286江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/287江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣滑滑石石一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/288江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣石石棉棉一、二氧化硅和硅酸一、

3、二氧化硅和硅酸2023/2/289江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣高岭土高岭土一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2810江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣粘土粘土一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2811江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣画出硅的原子画出硅的原子结构示意构示意图分析：分析：既不易失电子，又不易得电子，主要既不易失电子，又不易得电子，主要形成四价的化合物。形成四价的化合物。硅元素硅元素与哪种原子的结构相似？与哪种原子的结构相似？碳碳一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2812江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣你知道吗你知道吗?常温下，单质常温下，单质碳、硅

4、的化学碳、硅的化学性质都不活泼，性质都不活泼，为什么碳在自为什么碳在自然界中有稳定然界中有稳定的单质（金刚的单质（金刚石）存在，而石）存在，而硅却没有？硅却没有？单质硅的化学性质虽然稳单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。形式存在，没有游离态的硅。硅是一

5、种硅是一种亲氧亲氧元素，在自然元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。的形式存在。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2813江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣（1）存在）存在硅石（硅石（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1、二氧化硅、二氧化硅一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2814江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣石英石英水晶一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2815江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣茶水晶茶水晶紫水晶紫水晶蔷薇石英蔷薇石英黄水晶黄水晶一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/28

6、16江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣玛瑙玛瑙一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2817江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2818江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2819江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2820江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣光光导导纤纤维维光缆光缆一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2821江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣（2）用途：）用途：光导纤维光导纤维石英：耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟石英：耐高温化学仪器、石英电子

7、表、石英钟水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片高级工艺品和眼镜片玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品光纤视频光纤视频玛瑙饰品玛瑙饰品一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2822江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2823江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣思考思考为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有

8、这么么大的差别？大的差别？是结构上的不同是结构上的不同科学视野科学视野 P74一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2824江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2825江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣SiO二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2826江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣设疑设疑:实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其实验室中盛放碱液的试剂瓶与盛放其 它溶液的试剂瓶有何不同？为什么它溶液的试剂瓶有何不同？为什么？一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2

9、/2827江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣1.玻璃中含有玻璃中含有SiO2，从物质组，从物质组成和性质角度来分类，成和性质角度来分类，SiO2属属于哪类物质？于哪类物质？2.SiO2可能具有哪些化学性质？可能具有哪些化学性质？一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2828江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣（3 3）化学性质）化学性质（a）常温与氢氟酸（常温与氢氟酸（SiO2很不活泼，很不活泼，HF是唯一是唯一能跟其反应的酸）能跟其反应的酸）4HF+SiO2=SiF4+2H2O（b）酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H

10、2O与强碱反应：与强碱反应：与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应：SiO2+CaO=CaSiO3高温高温(所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。等溶液。)HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2829江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣性性 质质二氧化碳二氧化碳(CO2)二氧化硅二氧化硅(SiO2)SiO2与与CO2化学性质的比较化学性质的比较 COCO2+H+H2O=HO=H2COCO

11、3COCO2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2COCO3 3+H+H2OOCOCO2+Na+Na2O=NaO=Na2COCO3SiOSiO2+4HF=SiF+4HF=SiF4+2H+2H2OOSiOSiO2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2SiOSiO3+H+H2OOSiOSiO2+CaO=CaSiO+CaO=CaSiO3高温高温酸性氧化物酸性氧化物与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应与碱反应与碱反应与水反应与水反应与氢氟酸反应与氢氟酸反应一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2830江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2831江西省鹰

12、潭市第一中学 桂耀荣2.2.硅酸硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3)硅酸是一种硅酸是一种白色粉末状白色粉末状的的固体固体，它，它不溶于不溶于水水；是一种；是一种弱弱酸，酸，不能使指示剂变色不能使指示剂变色。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2832江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣思考思考二氧化硅难溶于水，又不与水二氧化硅难溶于水，又不与水反应，那反应，那么，么，如何制得硅酸呢？如何制得硅酸呢？由可溶性硅酸盐与其他酸反应制备。由可溶性硅酸盐与其他酸反应制备。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2833江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 实验实验4-1：向饱和：向饱和Na2S

13、iO3溶溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现现 象象结结 论论方程式方程式滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色 Na2SiO3溶液呈碱性溶液呈碱性Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）（胶体）+2NaCl实验探究：实验探究：滴入盐酸有凝胶产生滴入盐酸有凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2834江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣知识拓展：知识拓展：把稀硫酸加入到把稀硫酸加入到Na2SiO3溶液中，溶液中，会有什么现象？会有什么现象？现现 象象结结 论论方程式方程式滴入硫酸有凝胶产生滴入硫酸有凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水Na

14、2SiO3+H2SO4=H2SiO3（胶体）（胶体）+Na2SO4一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2835江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶硅胶”。硅胶多孔，吸附水。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。也可以

15、用作催化剂的载体。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2836江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣2、硅酸（、硅酸（H2SiO3)（1）制取：）制取：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3白色胶状白色胶状强酸制弱酸（2）性质：）性质：白色胶状，难溶白色胶状，难溶 弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 H2CO3）脱水形成脱水形成硅胶硅胶Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3（胶体）（胶体）+Na2CO3（用作干燥剂）（用作干燥剂）原原理理一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2837江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣活动与探究：活动与探究：硅酸是一种硅酸是一种比

16、碳酸还要弱比碳酸还要弱的酸。请的酸。请利用中学实验室常见的仪器及药品，设利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。酸弱，并完成一份实验报告。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2838江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2839江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 CO2通入下列各溶液中，无明显通入下列各溶液中，无明显现象发生的是（现象发生的是（）A、氯化钙溶液、氯化钙溶液 B、澄清石灰水、澄清石灰水C、硅酸钠溶液、硅酸钠溶液D、饱和碳酸钠溶液、饱和碳酸钠溶液A

17、合作讨论：合作讨论：一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2840江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 试剂试剂二氧化硅二氧化硅氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液氢氟酸氢氟酸浓硫酸浓硫酸 试剂瓶试剂瓶细口瓶，磨口塞细口瓶，磨口塞广口瓶广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶细口瓶，橡皮塞细口瓶，橡皮塞 1 1、实验室有几种试剂，根据它们各自的性、实验室有几种试剂，根据它们各自的性质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种质，选择适当的试剂瓶盛放。请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。试剂瓶和所装试剂之间进行连线。一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2841江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣2 2、下列

18、说法正确的是（）、下列说法正确的是（）A ASiOSiO2 2溶于水显酸性溶于水显酸性B BCOCO2 2通通入入水水玻玻璃璃(硅硅酸酸钠钠的的水水溶溶液液）可可得硅酸得硅酸C CSiOSiO2 2是酸性氧化物，它不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于任何酸D DSiOSiO2 2晶体中不存在单个晶体中不存在单个SiOSiO2 2分子分子B D一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2842江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣3、玻璃的主要成分之一是二氧化、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和成毛玻璃和雕花玻璃的物质是雕花玻璃的物质是()A、烧碱、烧碱 B、纯碱、纯碱 C、氢氟酸、氢氟酸 D、盐酸、盐酸C一、二氧化硅和硅酸一、二氧化硅和硅酸2023/2/2843江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣Thanks 谢谢您的观看！2023/2/2844江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣