(精品)第一节 无机非金属材料的主角—硅 第1课时.ppt

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1、第四章 非金属及其化合物 我们生存的地球，地壳是由我们生存的地球，地壳是由什么构成的？什么构成的？构成三者的构成三者的主要成分主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。是硅酸盐及硅的氧化物。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岩石岩石沙子沙子土壤土壤主要成份：主要成份：主要成份：主要成份：SiOSiO2 2主要成份：主要成份：主要成份：主要成份：SiOSiO2 2水水晶晶玛瑙玛瑙画出碳和硅的原子结构示意图画出碳和硅的原子结构示意图分析：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。硅元素硅元素硅在自然界的存在形态：没有游离态

2、，硅在自然界的存在形态：没有游离态，只有化合态只有化合态-二氧化硅、硅酸盐二氧化硅、硅酸盐 硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素以什么形态存在于自然界？常温下，单质碳、硅的化学性质都不常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？说明了什么？单质硅的化学性质虽然稳定，但硅单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧酸盐中的硅氧

3、化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的然界中硅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。一、二氧化硅、硅酸一、二氧化硅、硅酸1 1、二氧化硅、二氧化硅（1）存）存 在在硅石（硅石（12%）结晶形：石英结晶形：石英无定形：无定形：水晶水晶玛瑙玛瑙水晶水晶玛玛瑙瑙硅藻土、制制光光导导纤纤维维、石石英英表表、石石英英钟钟、石石英英玻玻璃璃制制化化学学仪仪器器、水水晶晶制制光光学学仪仪器器和和工工艺艺品品、玛玛瑙瑙制制精精密密轴轴承承和和装装饰饰品品(2)用用 途途（3）物理性质）物理性质物质

4、物质SiO2CO2状态（常温）状态（常温）气体气体熔点熔点-78.5-78.5沸点沸点-56.6溶解性溶解性1：1硬度硬度固体固体1610161022302230不溶不溶大大活动与探究活动与探究思考思考2：为什么二氧化硅和二氧化为什么二氧化硅和二氧化碳物理性质有这碳物理性质有这么么大的差别？大的差别？SiO（4）二氧化硅的晶体结构）二氧化硅的晶体结构空间网状结构硅氧空间网状结构硅氧原子个数比为原子个数比为1 1：2 21.从物质分类角度来看，二从物质分类角度来看，二氧化硅属于哪类氧化物？氧化硅属于哪类氧化物？2.二氧化硅可能具有哪些化学二氧化硅可能具有哪些化学性质？性质？思思考考 为什么实验室

5、中盛放碱液为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞？用玻璃塞？（5 5）化学性质）化学性质性质稳定性质稳定,不活泼不活泼难溶于水，不与水反应难溶于水，不与水反应不与酸反应（除氢氟酸以外）不与酸反应（除氢氟酸以外）SiO2 +CaO =CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O高温高温是酸性氧化物是酸性氧化物4HF+SiO2=SiF4+2H2O 物物 质质二氧化硅二氧化硅(SiO2)二氧化碳二氧化碳(CO2)与水反应与水反应-与酸反应与酸反应-与碱反应与碱反应与碱性氧化物与碱性氧化物反应反应与碳反应与碳反应SiO2与与CO2化学性质的比较化

6、学性质的比较 CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3C+CO2=2COSiO2+4HF=SiF4 +2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Na2O=Na2SiO3SiO2+2C=Si+2CO 二氧化硅是二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，能与不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应氢氟酸反应 高温高温高温高温高温高温合作讨论一：合作讨论一：1、为什么实验室中、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中用玻璃塞（玻璃中含有含有SiO2）？）？2、实验室能否用玻实验室能否用

7、玻璃瓶保存氢氟酸？璃瓶保存氢氟酸？2.2.硅酸硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3)硅酸是一种硅酸是一种弱弱酸（酸（酸性比碳酸酸性比碳酸还弱还弱），它），它不溶于水不溶于水，不能使指示不能使指示剂变色剂变色，是一种，是一种白色粉末状白色粉末状的固体。的固体。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶硅胶”。思考思考3 3：二氧化硅难溶于水，：二氧化硅难溶于水，那那么，么，如何制得硅酸呢？如何制得硅酸呢？实验实验4-1：向饱和：向饱和Na2SiO3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 滴滴

8、入入酚酞溶液呈酚酞溶液呈红色红色Na2SiO3呈碱性呈碱性Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl实验探究：实验探究：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，会溶液中，会有有什么现象？什么现象？现现 象象结结 论论方程式方程式滴入硫酸有硅酸凝胶产生滴入硫酸有硅酸凝胶产生硅酸难溶于水硅酸难溶于水Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3 胶体胶体+Na2SO4活动与探究：活动与探究：硅酸是一种硅酸是一种比碳酸还要弱比碳酸还要弱的酸，的酸，请请利用中学实验室常见的仪器及药品，利用中学实验室常

9、见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。比碳酸弱，并完成一份实验报告。把把CO2通入通入Na2SiO3溶液中，观察溶液中，观察发生发生的现象？的现象？启迪诱思：启迪诱思：CO2通入下例各溶液中，不可能通入下例各溶液中，不可能产生沉淀的是（产生沉淀的是（）A、氯化钙溶液氯化钙溶液 B、石灰水石灰水C、饱和碳酸钠溶液饱和碳酸钠溶液D、硅酸钠溶液硅酸钠溶液C合作讨论二：合作讨论二：Na Mg Al Si P S ClCGeSnPb硅在元素周期表的位置特殊性硅在元素周期表的位置特殊性特殊性特殊性1：通常不与酸反应，通常不与酸反应，只

10、与只与HF反应反应特殊性特殊性2：酸性氧化物通常能酸性氧化物通常能溶于水形成酸，但是溶于水形成酸，但是SiO2不能不能溶于水。溶于水。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 试剂瓶试剂瓶细口磨口塞细口磨口塞广口瓶广口瓶细口塑料瓶细口塑料瓶细口橡皮塞细口橡皮塞 1 1、实验室有五种试剂，根据它、实验室有五种试剂，根据它 们各们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请自的性质，必须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在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。线。2 2、下列说法正确的是（）、下列说法正确的是（）A ASiOSiO2 2溶于

11、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 D3 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 A、烧碱烧碱 B B、纯碱纯碱 C C、氢氟酸氢氟酸 D D、盐酸盐酸C 4、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

12、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5、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.稳定性：稳定性：CO2 SiO2B.酸性：酸性：H2SiO3 H2CO3C.熔点：熔点：SiO2 CO2（干冰）（干冰）D.导电能力：导电能力：Si Cu6、下列物质中、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是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.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液7、要除去、要除去SiO2中的中的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8、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A.石英坩埚石英坩埚 B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.铁坩埚铁坩埚 D.陶瓷坩埚陶瓷坩埚BCCBC