教育专题：第一节硅和二氧化硅.ppt

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1、第一节：第一节：无机非金属材料的主角硅无机非金属材料的主角硅-2课时课时 第二节：富集在海水中的氯第二节：富集在海水中的氯-2课时课时第三节：硫和氮的氧化物第三节：硫和氮的氧化物-3课时课时第四节：用途广泛的金属材料第四节：用途广泛的金属材料-3课时课时 归纳与整理：归纳与整理：1课时课时第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅 第一课时第一课时硅和二氧化硅硅和二氧化硅 通过下列图片你能总结归通过下列图片你能总结归纳出硅元素在自然界中的存在吗？纳出硅元素在自然界中的存在吗？硅在地壳中的含量为硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于，仅次于O。硅在。硅在自然界中主要以自然界中主要以

2、氧化物和硅酸盐氧化物和硅酸盐的形式存在于的形式存在于岩石、沙子、土壤岩石、沙子、土壤中，约占地壳质量的中，约占地壳质量的90%。硅的结构硅的结构在周期表中找出硅，还有碳的位置，并画出在周期表中找出硅，还有碳的位置，并画出他们的原子结构示意图。说出硅可能的化学他们的原子结构示意图。说出硅可能的化学性质。性质。我们知道物质我们知道物质我们知道物质我们知道物质结构决定其性质结构决定其性质结构决定其性质结构决定其性质，元素的化学性质主要决定于，元素的化学性质主要决定于，元素的化学性质主要决定于，元素的化学性质主要决定于其最外层电子数，因此二者都不容易得到、失去电子，主要其最外层电子数，因此二者都不容易

3、得到、失去电子，主要其最外层电子数，因此二者都不容易得到、失去电子，主要其最外层电子数，因此二者都不容易得到、失去电子，主要形成形成形成形成+4+4的化合物的化合物的化合物的化合物。硅的结构与碳相似。硅的结构与碳相似。硅的结构与碳相似。硅的结构与碳相似，硅的许多化学性质与硅的许多化学性质与硅的许多化学性质与硅的许多化学性质与碳相似，但硅碳相似，但硅碳相似，但硅碳相似，但硅不不不不同于同于同于同于C C的是的是的是的是硅硅硅硅是一种是一种是一种是一种亲氧亲氧亲氧亲氧元素，所以自然界中元素，所以自然界中元素，所以自然界中元素，所以自然界中无游离的硅无游离的硅无游离的硅无游离的硅。1.自然界硅元素主

4、要存在于自然界硅元素主要存在于:沙子（沙子（SiO2）、）、岩石（岩石（硅酸盐硅酸盐）和土壤（）和土壤（硅酸盐硅酸盐）2.地壳中的含量地壳中的含量:排在第二位排在第二位,排在氧的后面排在氧的后面.3.自然界硅存在的形态自然界硅存在的形态:硅硅无游离态无游离态单质状态单质状态只有化合态只有化合态：常见有硅的：常见有硅的氧化物和硅酸盐氧化物和硅酸盐小结：小结：硅元素在自然界中存在和含量硅元素在自然界中存在和含量一、二氧化硅一、二氧化硅1、二氧化硅（、二氧化硅（SiO2）(1)二氧化二氧化硅硅（硅石）（硅石）的存在的存在 结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙另

5、外：光导纤维的另外：光导纤维的主要成分是主要成分是SiO22、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途 主要用作装饰、石英坩埚、光纤主要用作装饰、石英坩埚、光纤。石英、玛瑙、水晶、光导纤维、玻石英、玛瑙、水晶、光导纤维、玻璃璃的主要成分是的主要成分是二氧化硅。二氧化硅。每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中心在中心,O在四个顶角在四个顶角.同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。硅原子硅原子SiO4四面体四面体二氧化硅晶体二氧化硅晶体中氧原子与硅原子个数比为中氧原子与硅原子个数比为2：1,通常用通常用SiO2来表示来表示二氧化硅二氧化硅的

6、组成。的组成。（2）二氧化硅的结构）二氧化硅的结构3、二氧化硅的物理和化学性质、二氧化硅的物理和化学性质v1）物理性质：熔点高、硬度大，）物理性质：熔点高、硬度大，不溶于水不溶于水，纯净的纯净的SiO2晶体无色透明晶体无色透明。高温高温2）化学性质不活泼。）化学性质不活泼。1.1.酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物与强碱与强碱反应生成盐和水反应生成盐和水 SiOSiO2 2 2NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3 H H2 2OO 硅酸钠硅酸钠与与与与碱性氧化物反应生成盐碱性氧化物反应生成盐碱性氧化物反应生成盐碱性氧化物反应生成盐 SiOSiO2 2 CaOCaO=Ca

7、SiO=CaSiO3 3 1 1、实验室盛装、实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶为什么溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞用橡胶塞而不用玻璃塞？NaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiO2反应生成反应生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O图图 4-6 实验室盛放实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶溶液的试剂瓶思考：思考：大家知道玻璃仪器上的刻度是大家知道玻璃仪器上的刻度是用什么方法雕刻上去的吗？用什么方法雕刻上去

8、的吗？vv2.特性特性 vv原理：原理：SiO2与与HF的反应（的反应（只能与只能与这一种酸反应这一种酸反应）vv SiO2 4HF=SiF4 2H2Ovv*用途：刻蚀玻璃用途：刻蚀玻璃3、某同学根据某同学根据SiO2既可与碱反应既可与碱反应,也能与也能与氢氟氢氟酸反应酸反应,推断推断SiO2为两性氧化物为两性氧化物.是否正确是否正确?2 2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不 能用能用玻璃试剂瓶而要用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶塑料瓶。SiO2 4HF=SiF4 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃此反应

9、常用于雕刻玻璃 不正确。因为二氧化硅不正确。因为二氧化硅跟氢氟酸跟氢氟酸反应，生成的产反应，生成的产物也物也不是盐和水不是盐和水，二氧化硅是属于，二氧化硅是属于酸性氧化物酸性氧化物。3.弱氧化性弱氧化性高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温高温SiO2+2C =Si+2CO4.与某些盐反应与某些盐反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅空气空气硅石、石英、水晶、玛瑙、硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土、光纤沙子、硅藻土、光纤熔、沸点低，熔、沸点低，微溶于水微溶于水熔点高，硬度大，熔点高，硬度大，不溶于水

10、不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反应不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO 高温高温CaSiO3存存 在在物理性质物理性质不反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O化化学学性性质质与水反应与水反应与与NaOH反应反应与与CaO反应反应与酸反应与酸反应课堂练习:填表并比较填表并比较.高温高温二、硅单质二、硅单质（Si）阅读课本阅读课本79页，找出硅的存在形式和物理性质页，找出硅的存在形式和物理性质2、物理性质：、物理性质：3、化学性质、化学性质有金属光泽的灰黑色固体，有金属光泽的灰黑色固体，熔

11、点高（熔点高（1410。C）、硬度大、硬度大、有脆性，是有脆性，是良好的良好的半导体半导体材料材料。1、存在形式、存在形式晶体硅晶体硅无定形硅无定形硅你能根据硅的原子结构推测硅单质可能具有的化你能根据硅的原子结构推测硅单质可能具有的化学性质学性质在加热条件下，单质硅能与在加热条件下，单质硅能与O2和和Cl2等非金属等非金属单质反应。单质反应。常温下化学性质不活泼，只能跟常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和和 NaOH溶液反应。溶液反应。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2SiO2 =SiO2Si2Cl2 =SiCl4请大家阅读课本请大家阅读

12、课本P79-80。(4)硅的用途：硅的用途：1、信息技术的关健材料，、信息技术的关健材料，半导体晶体管、电子芯片半导体晶体管、电子芯片。2、半导体性能、半导体性能将太阳能转换为光能的重要材料将太阳能转换为光能的重要材料光电池光电池（如太阳能电池）（如太阳能电池）工工业业上，用上，用焦炭焦炭在高温下在高温下还还原原石英砂石英砂可制得粗硅可制得粗硅SiO22CSi(粗粗)2CO ，又能跟又能跟氯氯气反气反应经应经提提纯纯得到得到 SiCl4后再用氢气还原制得纯硅：后再用氢气还原制得纯硅：Si(粗粗)2Cl2SiCl4 ，SiCl42H2Si(纯纯)4HCl。根据以上反应回答下根据以上反应回答下列问

13、题：列问题：（1）反应）反应中焦炭做（中焦炭做（）A.还原剂还原剂 B.氧化剂氧化剂 C.二者都不是二者都不是（2）反应）反应 属于（属于（），反应），反应 属于（属于（）A.化合反应化合反应 B.分解反应分解反应 C.氧化还原反应氧化还原反应 D.非氧化还原反应非氧化还原反应 E.置换反应置换反应5、硅的工业制备：、硅的工业制备：课本课本P81第九题第九题AACCE练一练练一练1 1、COCO2 2通入下列各溶液中通入下列各溶液中通入下列各溶液中通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是不可能产生沉淀的是不可能产生沉淀的是不可能产生沉淀的是 ()()A A 石灰水石灰水石灰水石灰水 B B 饱和碳

14、酸钠溶液饱和碳酸钠溶液饱和碳酸钠溶液饱和碳酸钠溶液C C 偏铝酸钠溶液偏铝酸钠溶液偏铝酸钠溶液偏铝酸钠溶液 D D 氯化钙溶液氯化钙溶液氯化钙溶液氯化钙溶液2 2、下列物质中主要成分不是、下列物质中主要成分不是、下列物质中主要成分不是、下列物质中主要成分不是SiO2 的是的是()A水晶水晶 B玛瑙玛瑙 C硅石硅石 D电子芯片电子芯片3、下列物质中、下列物质中,不能够与不能够与NaOHNaOH溶液反应的是溶液反应的是溶液反应的是溶液反应的是(）A A 碳酸钠碳酸钠碳酸钠碳酸钠B B碳酸氢钠碳酸氢钠碳酸氢钠碳酸氢钠C C二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅D D氢氧化铝氢氧化铝氢氧化铝氢氧化铝DDA练一练练一练v4、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花雕花玻璃的物质是玻璃的物质是（）A、烧碱、烧碱 B、纯碱、纯碱 C、氢氟酸、氢氟酸 D、盐酸、盐酸v5.下列物质的变化，不能通过一步化学反应下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（完成的是（）A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3 C.Na2ONa2CO3 D.SiO2H2SiO3CD作业作业v暂且不做吧，你们作业很多。如果可以就看暂且不做吧，你们作业很多。如果可以就看看前面的知识点吧。谢谢！看前面的知识点吧。谢谢！