化学1 第四章 第一节 无机非金属材料的主角—硅(第2.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2 2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 桂耀荣硅酸钠：水溶液叫水玻璃。硅酸钠：水溶

2、液叫水玻璃。用用蒸馏水浸过蒸馏水浸过用用NaNa2 2SiOSiO3 3饱和溶液浸过饱和溶液浸过现象现象结论结论用途：用途：【实验实验42】水份蒸发后燃烧水份蒸发后燃烧不易燃烧不易燃烧用水玻璃浸过的物品可以防火用水玻璃浸过的物品可以防火肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂肥皂填料、黏胶剂、阻燃剂二、硅酸盐二、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。般都不溶于水，化学性质很稳定。2023/2/283江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 几

3、种硅酸盐产品几种硅酸盐产品陶瓷陶瓷、玻璃玻璃、水泥水泥，最重要的无机非金属材料。，最重要的无机非金属材料。二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/284江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣硅酸盐的一般特点：硅酸盐的一般特点：一般不溶于水（除一般不溶于水（除NaNa、K K盐外）化学稳定性高。盐外）化学稳定性高。种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。种类繁多、结构复杂、构成地壳的骨架。通常用氧化物的形式表示其组成。如通常用氧化物的形式表示其组成。如NaNa2 2SiOSiO3 3 写成写成NaNa2 2OSiOOSiO2 2二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/285江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣实实 例例NaNa2

4、 2SiOSiO3 3NaNa2 2O OSiOSiO2 2二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/286江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣高岭石高岭石Al2(Si2O5)(OH)4Al2O32SiO22H2O二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/287江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣l要领：要领：两边原子个数守恒两边原子个数守恒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顺序：金属按活动性顺序表顺序：金属按活动性顺序表二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/288江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 K2O3Al2O36SiO22H2OK(Al3Si3O10)(OH)2钾云母二、硅酸盐二、硅酸盐2023/

5、2/289江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣NaNa2 2SiOSiO3 3 NaNa2 2O OSiOSiO2 2CaSiOCaSiO3 3 CaOCaOSiOSiO2 2粘土：粘土：AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O O玻璃：玻璃：NaNa2 2O OCaOCaO6SiO6SiO2 2水泥：水泥：3CaO3CaOSiOSiO2 2；2CaO2CaOSiOSiO2 2；3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2810江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣自然界变化：自然界变化：硅酸盐岩石硅酸盐岩石粘土粘土土壤胶体土壤胶体吸收吸收NHNH4 4

6、、K K等营养离子等营养离子供生物吸收。供生物吸收。二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2811江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣水泥水泥:以石灰石和黏土为原料以石灰石和黏土为原料硅酸盐产品硅酸盐产品二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2812江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣玻璃玻璃:以纯碱、石灰石和石英为原料 普通玻璃普通玻璃:Na:Na2 2O OCaOCaO6SiO6SiO2 2二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2813江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣人面鱼纹盆人面鱼纹盆(陶瓷陶瓷)砖瓦砖瓦(陶瓷陶瓷)陶瓷陶瓷(China)(China)：以粘土原料以粘土原料二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2814江西

7、省鹰潭市第一中学 桂耀荣其它重要硅化物其它重要硅化物SiCSiC硅钢（硅钢（4 4）硅橡胶硅橡胶科学科学视野：野：新型陶瓷新型陶瓷二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2815江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣金刚砂金刚砂硅钢硅钢硅橡胶硅橡胶生物陶瓷生物陶瓷二、硅酸盐二、硅酸盐2023/2/2816江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣硅有晶体硅和无定形硅两种单质硅有晶体硅和无定形硅两种单质1.1.物理性质物理性质:灰黑色，有金属光泽，硬而灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体脆的固体熔、沸点高、硬度大熔、沸点高、硬度大晶体硅是良好的半导体晶体硅是良好的半导体2.2.化学性质化学性质:三、硅单质三、硅单质常温下，硅的

8、化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。2023/2/2817江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣（1 1）、与氟气反应：）、与氟气反应：（2 2）、与氢氟酸反应：）、与氢氟酸反应：（3 3）、与强碱溶液反应：）、与强碱溶液反应：（4 4）、与氯气反应：）、与氯气反应：（5 5）、与氧气反应）、与氧气反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO

9、3+2H2Si+2Cl2=SiCl4 Si+C=Si+C=Si+C=Si+C=SiCSiCSiCSiC高温高温高温高温Si+O2=SiO2三、硅单质三、硅单质2023/2/2818江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣3、用途：集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可料，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。用来制造变压器铁芯等。三、硅单质三、硅单质2023/2/2819江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣SiO2 粗硅 SiCl4 Si+C +Cl2 精馏+H2高温高温高温生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2还原S

10、iO2+2C=2CO+Si（粗粗）高温高温高温高温高温高温高温高温Si(粗粗)+2Cl2=SiCl4高温高温高温高温SiCl4+2H2=4HCl+Si（纯）（纯）注：注：注：注：SiClSiClSiClSiCl4 4 4 4沸点为沸点为沸点为沸点为57.657.657.657.6 4、硅的工业制法、硅的工业制法三、硅单质三、硅单质2023/2/2820江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣SiSiO2与水与水O O2 2F F2 2氢氟酸氢氟酸与与NaOHNaOH与与CaOCaO不反应不反应不反应不反应SiO24HFSiF4 2H2O不反应不反应2Si2NaOHH2ONa2SiO3 2H22NaOHSi

11、O2 Na2SiO3H2OSiO2SiO2Si2F2SiF4Si4HFSiF4 2H2 CaOSiO2CaSiO3高温高温三、硅单质三、硅单质2023/2/2821江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣硅元素硅元素单质硅单质硅Si+F2Si+HFSi+NaOH 加热能与某加热能与某些非金属单些非金属单质反应（质反应（O2、Cl2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅是光导纤维二氧化硅是光导纤维的主要原料，光导纤的主要原料，光导纤维可用作通讯材料和维可用作通讯材料和制造医用内窥镜等制造医用内窥镜等硅可制造集成路、硅可制造集成路、太阳能电池等；硅太阳能电池等；硅合金可用来制造变合金可用来制造变压器铁芯、

12、耐酸设压器铁芯、耐酸设备等。备等。只有化合态只有化合态SiO2硅酸盐硅酸盐C 高温高温HF无游离态无游离态常温不活泼常温不活泼归纳归纳总结总结三、硅单质三、硅单质2023/2/2822江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣相应练习相应练习1已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2现把现把11.5g钠和钠和4.2g硅同时投入硅同时投入100g水中，在标况下水中，在标况下可收集到可收集到H2多少多少L？（？（提示：与提示：与Si反应的反应的NaOH是过是过量的）量的）解：解：Na1/2H223 1/222.411

13、.5 XSi2H228 222.44.2 YY=(4.2 2 22.4)/28=6.72(L)VH2=5.6+6.72=12.32(L)1222.411.5235.6LX三、硅单质三、硅单质2023/2/2823江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣相应练习相应练习2在在实验室里，将细砂粉（实验室里，将细砂粉（SiO2）与镁粉混合加热，与镁粉混合加热，也可得到粗硅，反也可得到粗硅，反 应的化学方程式为应的化学方程式为这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化这样得到的硅不纯净，往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁（镁及硅化镁（Mg2Si）等，这些杂质可用盐酸除去，等，这些杂质可用盐酸除去，有关反应的化学方程式为有关反应的化学方程式为SiO2+2Mg=2MgO+Si高温MgO+2HCl=MgCl2+H2OMg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4Mg+2HCl=MgCl2+H2三、硅单质三、硅单质2023/2/2824江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣Thanks 谢谢您的观看！2023/2/2825江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣